專利名稱：熱作模具鋼4Cr5MoSiV1的強(qiáng)韌化熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱作模具鋼，尤其是涉及一種熱作模具鋼4Cr5MoSiVl的強(qiáng)韌化熱處理方法。
背景技術(shù)：
熱作模具鋼4Cr5MoSiVl具有優(yōu)良的淬透性、淬硬性和良好的室溫和高溫性能，被廣泛應(yīng)用于熱疲勞抗拉強(qiáng)度高、韌性好、溫度< 700°C條件下工作的模具。目前，傳統(tǒng)的熱作模具鋼4Cr5MoSiVl熱處理工藝為隨爐升溫到850_870°C退火，保溫一段時(shí)間后爐冷至500°C，空冷；再次加熱到550-600°C保溫一段時(shí)間，繼續(xù)加熱到800-850°C保溫一段時(shí)間，繼續(xù)加熱到1030-1050°C保溫一段時(shí)間，油冷或空冷，600°C回火 處理，然后580°C回火處理，如果存在特殊需要還要進(jìn)行第三次回火處理，經(jīng)上述熱處理工藝處理的4Cr5MoSiVl，其性能基本滿足常用模具的使用要求，但是針對(duì)大型、精密、復(fù)雜、需長(zhǎng)期在高溫條件下服役的熱作模具鋼來(lái)說(shuō)，上述熱處理工藝已經(jīng)不能滿足其使用要求，其碳化物及帯狀組織偏析嚴(yán)重，降低了熱作模具鋼4Cr5MoSiVl的強(qiáng)韌性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可減少熱作模具鋼4Cr5MoSiVl的碳化物及帶狀組織偏析，提高其強(qiáng)韌化的熱作模具鋼4Cr5MoSiVl的強(qiáng)韌化熱處理方法
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種熱作模具鋼4Cr5MoSiVl的強(qiáng)韌化熱處理方法，具體步驟如下
(1)將4Cr5MoSiVl鋼料放入電阻爐中，升溫到850_870°C，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度 60-90s ；
(2)將電阻爐繼續(xù)升溫到1090-1110°C，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度70-90S，油冷或空冷到室溫；
(3)然后將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入電阻爐中，升溫到700_720°C，保溫90min，空冷到
室溫；
(4)將4Cr5MoSiVl鋼料放入鹽浴爐中，升溫到940_960°C，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度 60-90s ；
(5)將4Cr5MoSiVl鋼料取出迅速放入溫度為730_750°C的鹽浴爐中，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度60-90s，然后將4Cr5MoSiVl鋼料取出迅速放入溫度為940_960°C的鹽浴爐中，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度60-90S ；
(6)重復(fù)進(jìn)行步驟(5)3-5次后，空冷到室溫；
(7)將4Cr5MoSiVl鋼料放入回火爐中升溫到600°C，保溫90min，空冷至室溫；
(8)將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入回火爐中升溫到580°C，保溫90min，空冷至室溫，即可得到強(qiáng)韌化熱作模具鋼4Cr5MoSiVl。所述鹽浴爐加熱介質(zhì)為100%NaCl。在防止材料氧化的同時(shí)保證受熱均勻化。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
(1)在傳統(tǒng)的退火エ藝后進(jìn)行1090-1110°C高溫處理，隨后進(jìn)行700-720°C保溫處理，使得鋼材中碳化物溶解的合金元素均勻化，且碳化物在基體上彌散析出，減少大尺寸碳化物的出現(xiàn)，帯狀組織得到減輕； (2)在相變點(diǎn)附近采取鹽浴爐循環(huán)反復(fù)進(jìn)行保溫處理，使得前次處理過(guò)程中晶粒在未形核的部位形核，已形核的晶粒得到進(jìn)ー步細(xì)化，微觀組織均勻；
(3)在強(qiáng)度相當(dāng)?shù)那闆r下，塑性有較大提高，各種性能指標(biāo)(V、8、CipK1。等)均有不同程度的提高。


圖I為4Cr5MoSiVl鋼的傳統(tǒng)熱處理工藝示意 圖2為本發(fā)明的4Cr5MoSiVl鋼的強(qiáng)韌化工藝示意 圖3為經(jīng)傳統(tǒng)熱處理工藝處理的4Cr5MoSiVl鋼的微觀圖像；
圖4為經(jīng)本發(fā)明強(qiáng)韌化熱處理的4Cr5MoSiVl鋼的微觀圖像。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。實(shí)施例一
(1)將4Cr5MoSiVl鋼料放入電阻爐中，升溫到850°C，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度
60s ；
(2)繼續(xù)升溫到1090°C，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度70s，空冷到室溫；
(3)將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入電阻爐中，升溫到700°C，保溫90min，空冷到室溫；
(4)將4Cr5MoSiVl鋼料放入鹽浴爐中，升溫到940°C，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度
60s ；
(5)取出迅速放入溫度為730°C的鹽浴爐中，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度60s，然后取出迅速放入溫度為940°C的鹽浴爐中，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度60s ；
(6)重復(fù)進(jìn)行步驟(5)5次后，空冷到室溫；
(7)將4Cr5MoSiVl鋼料放入回火爐中升溫到600°C，保溫90min，空冷至室溫；
(8)將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入回火爐中升溫到580°C，保溫90min，空冷至室溫。實(shí)施例ニ
(1)將4Cr5MoSiVl鋼料放入電阻爐中，升溫到860°C，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度
75s ；
(2)繼續(xù)升溫到1100°C，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度80s，空冷到室溫；
(3)將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入電阻爐中，升溫到710°C，保溫90min，空冷到室溫；
(4)將4Cr5MoSiVl鋼料放入鹽浴爐中，升溫到950°C，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度
75s ；
(5)取出迅速放入溫度為740°C的鹽浴爐中，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度75s，然后取出迅速放入溫度為950°C的鹽浴爐中，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度75s ；
(6)重復(fù)進(jìn)行步驟(5)4次后，空冷到室溫；(7)將4Cr5MoSiVl鋼料放入回火爐中升溫到600°C，保溫90min，空冷至室溫；
(8)將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入回火爐中升溫到580°C，保溫90min，空冷至室溫。實(shí)施例三
(1)將4Cr5MoSiVl鋼料放入電阻爐中，升溫到850_870°C，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度90s ；
(2)繼續(xù)升溫到1110°C，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度90s，油冷到室溫；
(3)將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入電阻爐中，升溫到720°C，保溫90min，空冷到室溫；
(4)將4Cr5MoSiVl鋼料放入鹽浴爐中，升溫到960°C，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度
90s ；
(5)取出迅速放入溫度為750°C的鹽浴爐中，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度90s，然后取出迅速放入溫度為960°C的鹽浴爐中，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度90s ；
(6)重復(fù)進(jìn)行步驟(5)3次，空冷到室溫；
(7)將4Cr5MoSiVl鋼料放入回火爐中升溫到600°C，保溫90min，空冷至室溫；
(8)將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入回火爐中升溫到580°C，保溫90min，空冷至室溫。對(duì)比試驗(yàn)
表I為熱作模具鋼4Cr5MoSiVl分別經(jīng)背景技術(shù)中提及的傳統(tǒng)熱處理工藝、實(shí)施例I、實(shí)施例2和實(shí)施例3 (具體處理過(guò)程也可參見(jiàn)圖I、圖2所示)處理后的力學(xué)性能數(shù)據(jù)。表I 傳統(tǒng)熱處理工藝與強(qiáng)韌化工藝處理后的力學(xué)性能
權(quán)利要求
1.一種熱作模具鋼4Cr5MoSiVl的強(qiáng)韌化熱處理方法，其特征在于具體步驟如下 (1)將4Cr5MoSiVl鋼料放入電阻爐中，升溫到850_870°C，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度 60-90s ； (2)將電阻爐繼續(xù)升溫到1090-1110°C，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度70-90S，油冷或空冷到室溫； (3)然后將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入電阻爐中，升溫到700_720°C，保溫90min，空冷到室溫； (4)將4Cr5MoSiVl鋼料放入鹽浴爐中，升溫到940_960°C，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度 60-90s ； (5)將4Cr5MoSiVl鋼料取出迅速放入溫度為730_750°C的鹽浴爐中，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度60-90s，然后將4Cr5MoSiVl鋼料取出迅速放入溫度為940_960°C的鹽浴爐中，控制保溫時(shí)間為每毫米鋼材厚度60-90S ； (6)重復(fù)進(jìn)行步驟(5)3-5次后，空冷到室溫； (7)將4Cr5MoSiVl鋼料放入回火爐中升溫到600°C，保溫90min，空冷至室溫； (8)將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入回火爐中升溫到580°C，保溫90min，空冷至室溫，即可得到強(qiáng)韌化熱作模具鋼4Cr5MoSiVl。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種熱作模具鋼4Cr5MoSiVl的強(qiáng)韌化熱處理方法，其特征在于所述鹽浴爐加熱介質(zhì)為100%NaCl。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種熱作模具鋼4Cr5MoSiV1的強(qiáng)韌化熱處理方法，特點(diǎn)是具體步驟如下1)將鋼料放入電阻爐中，850-870℃，60-90s/每毫米鋼材；2)1090-1110℃，70-90s/每毫米鋼材，油冷或空冷到室溫；3)然后將鋼料再次放入電阻爐中，700-720℃，90min，空冷到室溫；4)將鋼料放入鹽浴爐中，升溫到940-960℃，60-90s/每毫米鋼材；5)將鋼料取出迅速放入溫度為730-750℃的鹽浴爐中，60-90s/每毫米鋼材，然后將鋼料取出迅速放入940-960℃的鹽浴爐中，60-90s/每毫米鋼材；6)重復(fù)進(jìn)行步驟5)3-5次后，空冷到室溫；7)將鋼料放入回火爐中，600℃保溫90min，空冷至室溫；8)將鋼料再次放入回火爐中，580℃，90min，空冷至室溫即得到成品，優(yōu)點(diǎn)是晶粒明顯細(xì)化，微觀組織均勻，大尺寸碳化物減少，帶狀組織減輕。
文檔編號(hào)C21D1/25GK102864287SQ20121037109
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者王芳, 袁書強(qiáng), 田雨江, 劉峰濤, 易更, 高永亮, 陳炯, 周春華 申請(qǐng)人:中國(guó)兵器科學(xué)研究院寧波分院