專利名稱：模具鋼xw42熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模具鋼的熱處理工藝，具體地說，是用作冷作模具鋼的XW42 的熱處理工藝。
背景技術(shù)：
對用來制作冷作模具的材料進(jìn)行熱處理的工藝一般為包括下述步驟。淬 火真空爐加熱到990 1050。C，保溫60分鐘；冷卻真空爐內(nèi)油冷卻50 7CTC;回火在冷卻到達(dá)50 7(TC時立即進(jìn)行回火，在18(TC的回火爐中保溫 2小時，隨爐冷卻至室溫。對于XW42來說，若按上述工藝進(jìn)行處理，該模具 在普通加工工藝的情況下生產(chǎn)300只零件就發(fā)生開裂和崩刃現(xiàn)象，導(dǎo)致停產(chǎn)， 及產(chǎn)品不合格。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的是對模具鋼XW42進(jìn)行普通的熱處理工藝處理后，模具的壽 命較短的問題。
本發(fā)明對XW42的熱處理工藝如下
a.在100(TC — 102(TC淬火，保溫40分鐘?？焖偌訜岬酱慊饻囟瓤梢允?奧氏體的晶粒來不及長大，從而獲得細(xì)晶粒的奧氏體組織，使淬火后能夠獲 得細(xì)而均勻的馬氏體組織。然后在真空爐中用氮氣冷卻到11CrC一13(TC。在 真空爐中用氮氣冷卻比油更容易抗氧化(油中含有氧的成分)，比油冷卻更均 勻，金屬材料進(jìn)入油里是慢慢放進(jìn)去的，有先后問題，變形比較大，馬氏體 的組織均勻程度不好。氮氣冷卻較均勻，如果氮氣的方向上下反復(fù)變化地吹 到物件表面，則物件冷卻更加勻速，以比較可靠地獲得均勻的馬氏體組織。
b. 進(jìn)行510。C一530。C回火，保溫6小時，隨爐冷卻至ll(TC一 130°C;反 復(fù)進(jìn)行三次；此工藝可以消除材料的淬火應(yīng)力，以及消除有害的馬氏體。
c. 用液氮進(jìn)行快速冷卻到-19(TC左右，保溫7 — 10小時后升溫到室溫。 深冷處理可以使材料中殘余的奧氏體組織得到更徹底的驅(qū)除，從而使馬氏體 更多更均勻。另外深冷處理時的溫度比較工作時的溫度差有20(TC。就像處 于低溫回火狀態(tài)下工作，(常溫與低溫回火溫度的溫差差不多也是20CTC。) 所以性能非常的優(yōu)越，耐沖擊的能力顯著提高。
對經(jīng)上述工藝處理后再進(jìn)行精加工(如電火花加工)所得模具，在普通 加工工藝的情況下生產(chǎn)12000只零件無損壞現(xiàn)象。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，步驟a前有下述步驟a、在粗機(jī)加工時預(yù)先把要去除的 部分鉆孔，然后在24(TC—26(TC兩次回火，每次保溫4小時。預(yù)先把要去除 的部分鉆孔，減少了熱處理后的精加工過程中的切割應(yīng)力；兩次低溫回火， 可有效消除前序的機(jī)加工切削應(yīng)力。經(jīng)過該進(jìn)一步改進(jìn)后的工藝處理的模具， 在普通加工工藝的情況下生產(chǎn)13000只零件無損壞現(xiàn)象。
作為另一種改進(jìn)，將步驟b處理后得到的硬度為HRC56-58的坯料再進(jìn)行 步驟c處理。將步驟b處理后得到的硬度為一般為HRC56-58，但也有高于或 低于此值的。試驗發(fā)現(xiàn)，把高于或低于此硬度值的坯料進(jìn)行步驟c處理后， 再精加工所得模具，在普通加工工藝的情況下生產(chǎn)12000只零件無損壞現(xiàn)象。 而將步驟b處理后得到的硬度為HRC56-58的坯料再進(jìn)行步驟c和精加工所得 模具，在普通加工工藝的情況下生產(chǎn)14000只零件無損壞現(xiàn)象。
具體實施例方式
對模具鋼XW42的熱處理步驟 1.去應(yīng)力處理在粗機(jī)加工時預(yù)先把要去除的部分鉆排孔，以減少熱處理后電加工切割應(yīng) 力。粗機(jī)加工完成后進(jìn)去應(yīng)力回火，消除機(jī)加工切削應(yīng)力。在回火爐中加熱到
250°C ，保溫4小時，隨爐溫冷卻迸行回火.
2. 淬火
加熱到IOI(TC，保溫40分鐘，在真空爐中用高純氮氣進(jìn)行冷卻，氮氣壓力 6xl05Pa。之所以用6xl()Spa的高壓，是為了能夠有效的快速冷卻。因為壓力 大所以冷卻速度就快。這是油冷卻所不能做到的。
3. 回火
在淬火后冷卻到120。C時進(jìn)行高溫回火，回火溫度520"C，保溫6小時， 隨爐冷卻至12(TC。高溫回火進(jìn)行三次。
4. 深冷處理
將回火后獲得的硬度為HRC56—58的坯料放進(jìn)深冷爐,用液氮進(jìn)行快速 冷卻到-190。C，保溫7—IO小時。隨爐升溫到室溫進(jìn)行精加工。
經(jīng)上述工藝處理后模具，穩(wěn)定生產(chǎn)15000片無故障,有效的提高了生產(chǎn)率, 節(jié)省了大量的修模費用，保障了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。
本發(fā)明中，XW-42是瑞典生產(chǎn)的一種含鉬、釩的高碳、高鉻合金鋼，其 碳、硅、錳、鉻、鉬、鎢、釩的含量均為1.42%。該鋼材可以在國內(nèi)市場購 買到。
權(quán)利要求
1、模具鋼XW42的熱處理工藝，其特征在于其包括以下步驟a.在1000℃-1020℃淬火，保溫40分鐘，在真空爐中用氮氣冷卻到110℃-130℃；b.進(jìn)行510℃-530℃回火，保溫6小時，隨爐冷卻至110℃-130℃；反復(fù)進(jìn)行三次；c.用液氮進(jìn)行冷卻到-190℃左右，保溫7-10小時后升溫到室溫。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理工藝，其特征是步驟a前有下述步驟 a1:在粗機(jī)加工時預(yù)先把要去除的部分鉆孔，然后在24(TC—26(TC兩次回 火，每次保溫4小時。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理工藝，其特征是將步驟b處理后得到 的硬度為服C56-58的坯料進(jìn)行步驟c處理。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理工藝，其特征是步驟a中，氮氣壓力 為6xl05Pa。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理工藝，其特征是步驟a中，氮氣的方 向反復(fù)變化地吹到物件表面。
全文摘要
本發(fā)明是對模具鋼XW42進(jìn)行熱處理工藝，先1000-1020℃淬火，保溫40分鐘，用氮氣冷卻到110-130℃；再進(jìn)行510-530℃三次回火，保溫6小時，隨爐冷卻至110-130℃；用液氮進(jìn)行冷卻到-190℃左右，保溫7-10小時后升溫到室溫。對經(jīng)上述工藝處理后再進(jìn)行精加工所得模具，在普通加工工藝的情況下生產(chǎn)12000只零件無損壞現(xiàn)象。
文檔編號C21D11/00GK101109035SQ20071013116
公開日2008年1月23日 申請日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月24日
發(fā)明者洪志勤 申請人:蘇州銘峰精密機(jī)械有限公司