模具的淬火方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種模具的淬火方法，采用該模具的淬火方法，即使是在對具有復(fù)雜的表面形狀的模具進行淬火或者進行冷卻速度較快的淬火的情況下，也能夠防止在淬火后產(chǎn)生裂縫。在該模具的淬火方法中將模具加熱至奧氏體區(qū)域的淬火溫度后對模具進行冷卻，其中，在將模具加熱至淬火溫度的加熱工序中，在模具的表面溫度最低的部位（A）的溫度（TA）經(jīng)過相變點（Ac1）與相變點（Ac3）之間的溫度區(qū)時使上述溫度（TA）與模具的表面溫度最高的部位（B）的溫度（TB）之差在40℃以內(nèi)，然后，對經(jīng)過上述加熱工序而被加熱至奧氏體區(qū)域的淬火溫度的模具進行冷卻。
【專利說明】模具的淬火方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模具的淬火方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，對通過機械加工將鋼原材料加工成規(guī)定的形狀之后而得到的模具實施淬火回火的熱處理，以調(diào)整模具在使用時的硬度、組織(嚴格地講，在上述熱處理之后還實施精加工)。淬火是指這樣的處理:將模具加熱至上述鋼原材料所具有的奧氏體區(qū)域的淬火溫度，然后對該模具進行冷卻，從而將模具組織調(diào)整為馬氏體、貝氏體等期望的組織。
[0003]當對表面形狀復(fù)雜的模具實施淬火時，有時會在模具表面的凹面角(拐角)部(參照圖8)產(chǎn)生裂縫。該裂縫是因在淬火冷卻過程中模具所產(chǎn)生的熱應(yīng)力、相變應(yīng)力而導致的。即，由于模具的表面比模具的中心部冷卻得快(冷卻速度較快)，因此，首先，在冷卻過程的前一階段(在由JIS鋼種的SKD61制造的、具有代表性的熱加工模具的情況下為600°C~700°C附近)，溫度低于中心部的溫度的表面的熱收縮程度較大，從而在表面作用有拉伸應(yīng)力。接著，當臨近冷卻的后一階段即相變點(在SKD61制造的模具的情況下為300°C附近)時，溫度低于中心部的溫度的表面先進行相變膨脹，而溫度較高的中心部繼續(xù)進行熱收縮，從而在表面作用有壓縮應(yīng)力。但是，當中心部的溫度較晚地達到相變點而開始進行相變膨脹時，表面的相變結(jié)束而轉(zhuǎn)而進行熱收縮，從而在表面再次作用有拉伸應(yīng)力。并且，當作用有拉伸應(yīng)力時，在模具表面的應(yīng)力集中的上述凹面角部產(chǎn)生裂縫。
[0004]作為用于防止上述裂縫的方法，有為了避免應(yīng)力集中在上述凹面角部而將該凹面角部的圓角(曲率半徑)加工得較大的方法。另外，作為其他方法，提出有將整個模具均勻地冷卻到相變點附近的溫度的方法，這是考慮到:由于相變后的組織的韌性較低，對于上述裂縫而言特別地相變時產(chǎn)生的膨脹差所帶來的影響較大。具體地講，提出有一種這樣的方法:緩慢地冷卻到相變溫度區(qū)，或者在到達溫度比相變溫度區(qū)高的準穩(wěn)定奧氏體區(qū)域附近(在SKD61制造的模具的情況下為400°C~500°C附近)時暫時中斷冷卻，而縮小模具的表面與模具的中心部之間的溫度差(專利文獻I~專利文獻3)。
[0005]專利文獻1:日本特開2006 - 342377號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2009 - 074155號公報
[0007]專利文獻3:日本特開平03 - 028318號公報
[0008]上述方法均能夠有效地防止在淬火時產(chǎn)生裂縫。但是，近年來，因為模具的表面形狀變得更加復(fù)雜，還要降低熱處理后的精加工費用，因此難以有效地將上述凹面角部的圓角加工得較大的模具也在增加。在這樣的模具的情況下，有時即使減緩相變溫度附近的冷卻速度也會產(chǎn)生裂 縫。針對這些問題，采取了一種對策:開發(fā)一種即使進一步減緩冷卻速度也能夠生成馬氏體組織(能夠抑制生成貝氏體組織等)的、淬火性良好的鋼原材料，從而能進一步減緩冷卻速度，而減少產(chǎn)生較大的裂縫的情況。但是，在提高鋼原材料的淬火性能方面存在限度，有時在經(jīng)過淬火后的上述凹面角部仍然產(chǎn)生細微的裂縫。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種模具的淬火方法，采用該模具的淬火方法，即使是在對具有復(fù)雜的表面形狀的模具進行淬火或者進行冷卻速度較快的淬火的情況下，也能夠防止在淬火后產(chǎn)生裂縫。
[0010]本發(fā)明人考慮到，為了從根本上對在淬火之后的能夠確認到的裂縫進行抑制，需要了解產(chǎn)生裂縫的過程，因而對裂縫產(chǎn)生的時期等進行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在曾認為是在冷卻過程中產(chǎn)生的裂縫中，實際上還包含因在冷卻開始前就已經(jīng)產(chǎn)生的裂紋繼續(xù)擴大而產(chǎn)生的裂縫。于是，詳細地對成為裂縫的起點的裂紋的產(chǎn)生時期進行了調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在加熱至淬火溫度的工序中產(chǎn)生了細微的裂紋。因而，只要能夠抑制在上述加熱時產(chǎn)生細微的裂紋，就能夠有效地抑制在淬火時產(chǎn)生裂縫。因此，想到一種方法:通過在從加熱至冷卻的這一系列的淬火工序中，對該加熱工序進行操作，從而能夠抑制淬火后在上述凹面角部產(chǎn)生裂縫，而實現(xiàn)了本發(fā)明。 [0011]即，本發(fā)明是一種模具的淬火方法，在該淬火方法中，將模具加熱至奧氏體區(qū)域的淬火溫度后對模具進行冷卻，其特征在于，在將模具加熱至淬火溫度的加熱工序中，在模具的表面溫度最低的部位A的溫度Ta經(jīng)過相變點Ac1與相變點Ac3之間的溫度區(qū)時使上述溫度Ta與模具的表面溫度最高的部位B的溫度Tb之差在40°C以內(nèi)，然后，對經(jīng)過上述加熱工序而被加熱至奧氏體區(qū)域的淬火溫度的模具進行冷卻。
[0012]優(yōu)選的是，模具的淬火方法的特征在于，在將上述模具加熱至淬火溫度的工序中，實施第I均熱工序，該第I均熱工序在上述溫度Tb處于比相變點Ac1低且與相變點Ac1相差50°C以內(nèi)的溫度區(qū)時實施，在該第I均熱工序中，對上述模具的溫度進行保持，以使上述溫度Ta與溫度Tb之差在20°C以內(nèi)。
[0013]此外，優(yōu)選的是，模具的淬火方法的特征在于，在將上述模具加熱至淬火溫度的工序中，實施第2均熱工序，該第2均熱工序在上述溫度Tb處于相變點Ac1與相變點Ac3之間的溫度區(qū)時實施，在該第2均熱工序中，對上述模具的溫度進行保持，以使上述溫度Ta與溫度Tb之差在20°C以內(nèi)。
[0014]此外，優(yōu)選的是，上述模具的淬火方法的特征在于，在將上述模具加熱至淬火溫度的工序中，實施第I均熱工序和第2均熱工序，該第I均熱工序在上述溫度Tb處于比相變點Ac1低且與相變點Ac1相差50°C以內(nèi)的溫度區(qū)時實施，在該第I均熱工序中，對上述模具的溫度進行保持，以使上述溫度Ta與溫度Tb之差在20°C以內(nèi)；該第2均熱工序在上述溫度Tb處于相變點Ac1與相變點Ac3之間的溫度區(qū)時實施，在該第2均熱工序中，對上述模具的溫度進行保持，以使上述溫度Ta與溫度Tb之差在20°C以內(nèi)。
[0015]而且，更優(yōu)選的是，在上述這些優(yōu)選的模具的淬火方法中，還實施第3均熱工序，該第3均熱工序在上述溫度Tb處于比相變點Ac3高且與相變點Ac3相差50°C以內(nèi)的溫度區(qū)時實施，在該第3均熱工序中，對上述模具的溫度進行保持，以使上述溫度Ta與溫度Tb之差在20°C以內(nèi)。
[0016]優(yōu)選的是，在本發(fā)明的模具的淬火方法中，對于將上述模具加熱至淬火溫度的工序，上述溫度Ta經(jīng)過相變點Ac1與相變點Ac3之間的溫度區(qū)時的升溫速度為100°C /h以上。
[0017]采用本發(fā)明，能夠?qū)σ酝鶠榱艘种拼慊鸷螽a(chǎn)生裂縫而需要的冷卻條件的限制進行緩解，即使是以通常的比較快的淬火冷卻速度冷卻也能夠抑制裂縫。其結(jié)果，即使在表面形狀復(fù)雜的模具的情況下，也無需將表面的凹面角部的圓角加工得較大，或者也無需在此基礎(chǔ)上進一步使冷卻速度特別緩慢，就能夠抑制在淬火后產(chǎn)生裂縫。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是表示本發(fā)明的模具的淬火方法中的加熱工序的加熱模式的一例的示意圖。
[0019]圖2是表示本發(fā)明的模具的淬火方法中的加熱工序的加熱模式的另一例的示意圖。
[0020]圖3是實施例所使用的淬火用試樣的三視圖。
[0021]圖4是表示在通過實施例來進行評價的、本發(fā)明例的熱處理模式N0.3中加熱時部位A的溫度Ta、部位B的溫度Tb的變化的圖表。
[0022]圖5是表示在通過實施例來進行評價的、比較例的熱處理模式N0.7中加熱時部位A的溫度Ta、部位B的溫度Tb的變化的圖表。
[0023]圖6是表示在通過實施例來進行評價的、本發(fā)明例的熱處理模式N0.3中部位A的組織的微觀截面的代用作附圖的照片。
[0024]圖7是表示在通過實施例來進行評價的、比較例的熱處理模式N0.7中部位A的組織的微觀截面的代用作附圖的照片。
[0025]圖8是簡略性地表 示模具的表面形狀的立體圖。
【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明的特征在于，通過對加熱工序進行操作這樣的新方法來抑制淬火后的裂縫，而以往通過對冷卻工序進行操作來致力于抑制淬火后的裂縫的產(chǎn)生。以下，對本發(fā)明的各技術(shù)特征進行說明。
[0027](I)在將模具加熱至淬火溫度的加熱工序中，在模具的表面溫度最低的部位A的溫度Ta經(jīng)過相變點Ac1與相變點Ac3之間的溫度區(qū)時使上述溫度Ta與模具的表面溫度最高的部位B的溫度Tb之差在40°C以內(nèi)。
[0028]本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在淬火后在上述凹面角部產(chǎn)生的能夠確認到的裂縫的起點是在加熱工序中在該部位產(chǎn)生的裂紋。而且還發(fā)現(xiàn)，該裂紋主要是在模具到達淬火溫度之前所經(jīng)過的相變點Ac1與相變點Ac3之間的相變點區(qū)產(chǎn)生的。處于加熱過程中的模具伴隨著其溫度上升而發(fā)生熱膨脹，但是，當模具溫度進入上述相變點區(qū)時，模具因相變而收縮。例如在由各種熱加工模具鋼原材料構(gòu)成的模具的情況下，相對于大致大于1000°C的淬火溫度，上述相變點區(qū)大致為800°C~900°C之間。而且，在處于上述相變點區(qū)時，是模具的組織為鐵素體和奧氏體的兩相區(qū)域，且各相的變形阻力不同，因此該組織的強度、韌性降低。
[0029]對于進行該加熱工序時的狀況，當對具有各種表面形狀的模具進行加熱時，通常自表面的突起部開始被加熱，該部分成為模具表面上溫度最高的部位B。例如在像圖8那樣的形狀的模具的情況下，用虛線包圍起來的突起部的位置為模具表面上溫度最高的部位B。而且，通常情況下，表面的凹陷的位置、中心部會延遲升溫，在模具表面上，該凹陷的位置為溫度最低的部位A。例如在像圖8那樣的形狀的模具的情況下，用虛線包圍起來的凹面角部的位置為模具表面上溫度最低的部位A。而且，因此時的熱膨脹差而會在升溫較慢的部位A作用有拉伸應(yīng)力。在加熱初期未達到相變點Ac1的較低的溫度區(qū)時，模具自身的材料強度也較高，是均勻的鐵素體組織，因此尚未在部位A產(chǎn)生裂紋。
[0030]但是，當部位A到達相變點Ac1后，至到達相變點Ac3的過程中，部位A發(fā)生相變而收縮。而且，處于該相變點區(qū)的部位A是因上述兩相組織而導致強度、韌性降低了的部分。因而，相對于處于該相變點區(qū)的狀態(tài)的部位A來講，周圍的部位B的溫度較高，此時，會在部位A作用有拉伸應(yīng)力而容易產(chǎn)生裂紋。而且，當周圍的溫度進一步升高而部位B處的相變已經(jīng)完成時，由于部位B在到達淬火溫度之前一直處于熱膨脹狀態(tài)，因此導致部位A與部位B之間的膨脹差進一步變大，從而會在部位A作用有更大的拉伸應(yīng)力。而且，由于部位A主要是模具表面的凹陷的部分(圖8的凹面角部)，因此，在形狀方面也受到周圍的約束，而容易作用有拉伸應(yīng)力。上述這些情況的結(jié)果是，在加熱過程中會在部位A產(chǎn)生細微的裂紋。該裂紋在冷卻工序中發(fā)展成較大的裂縫。
[0031]因而，為了防止產(chǎn)生上述裂紋，使淬火加熱時的模具表面的溫度差較小是有效的。而且，特別需要在主要是凹面角的部分的部位A經(jīng)過上述相變點區(qū)時使部位A的溫度與此時的部位B的溫度之間的溫度差較小。具體地講，在將模具加熱至淬火溫度的加熱工序中，在模具的表面溫度最低的部位A的溫度Ta經(jīng)過相變點Ac1與相變點Ac3之間的溫度區(qū)時，使上述溫度Ta與模具的表面溫度最高的部位B的溫度Tb之差在40°C以內(nèi)，能夠防止產(chǎn)生上述裂紋。優(yōu)選的是30°C以內(nèi)。要形成這樣的溫度Ta與溫度Tb之差例如能夠通過如下的方法等實現(xiàn):在溫度Tb到達相變點Ac1之前、或者在溫度Tb經(jīng)過相變點Ac1與相變點Ac3之間的溫度區(qū)時，降低升溫速度或者中斷升溫。
[0032]以往，在對模具進行淬火處理的加熱工序中，為了防止組織中的晶粒粗大化，通常推薦的做法是將模具急速加熱至淬火溫度。但是，在該情況下，當在相變點Ac1與相變點Ac3之間的溫度區(qū)急速加熱時，模具表面的部位A與部位B之間的溫度差變大，容易產(chǎn)生裂紋。因而，即使是想防止晶粒粗大化，但從防止在淬火后產(chǎn)生裂紋的角度講，重要的是在上述溫度區(qū)以使模具表面的溫度均勻的方式加熱該模具。
[0033](2)對于上述(I)的模具的淬火方法，優(yōu)選的是，在將上述模具加熱至淬火溫度的工序中，實施第I均熱工序，該第I均熱工序在上述溫度Tb處于比相變點Ac1低且與相變點Ac1相差50°C以內(nèi)的溫度區(qū)時實施，在該第I均熱工序中，對上述模具的溫度進行保持，以使上述溫度Ta與溫度Tb之差在20°C以內(nèi)。
[0034]為了縮小經(jīng)過相變點區(qū)時的部位A的溫度Ta與此時的部位B的溫度Tb之差，在部位A臨近相變點Ac1之前預(yù)先縮小溫度Ta與溫度Tb之差的做法是有利的。在部位A臨近相變點Ac1之前的鐵素體區(qū)域溫度Ta與溫度Tb之差較大時，由于部位B升溫的速度比部位A升溫的速度快，因此，在接下來的相變點區(qū)中，上述溫度差會被拉得更大。因而，在升溫較快的部位B的溫度Tb先達到相變點Ac1附近的溫度時，例如通過延緩升溫速度、或者暫時停止升溫動作等，來保持此時的模具的溫度，等待部位A的溫度Ta接近溫度TB，若實施這樣的均熱工序，則能夠使處于相變點區(qū)時的溫度Ta與溫度Tb之差較小。具體地講，實施第I均熱工序，該第I均熱工序在溫度Tb處于比相變點Ac1低且與相變點Ac1相差50°C以內(nèi)的溫度區(qū)時實施，在該第I均熱工序中，對上述模具的溫度進行保持，以使溫度Ta與溫度Tb之差在20°C以內(nèi)，從而能夠使處于上述相變點區(qū)的溫度Ta與溫度Tb之差較小。
[0035](3)對于上述(I)或(2)的模具的淬火方法，優(yōu)選的是，在將上述模具加熱至淬火溫度的工序中，實施第2均熱工序，該第2均熱工序在上述溫度Tb處于相變點Ac1與相變點Ac3之間的溫度區(qū)時實施，在該第2均熱工序中，對上述模具的溫度進行保持，以使上述溫度Ta與溫度Tb之差在20°C以內(nèi)。
[0036]而且，即使在部位B的溫度Tb處于相變點區(qū)時實施上述那樣的均熱工序，也能夠使部位A經(jīng)過相變點區(qū)時的溫度Ta與溫度Tb之差較小。具體地講，實施第2均熱工序，該第2均熱工序在溫度Tb處于相變點Ac1與相變點Ac3之間的溫度區(qū)時實施，在該第2均熱工序中，對上述模具的溫度進行保持，以使溫度Ta與溫度Tb之差在20°C以內(nèi)。通常，模具所使用的工具鋼原材料的相變點Ac1與相變點Ac3之差約為20°C~50°C。而且，通過在該相變點之間實施上述均熱工序，能夠使上述溫度Ta與溫度Tb之間的溫度差在40°C以內(nèi)。
[0037](4)對于上述(2)或(3)的模具的淬火方法，優(yōu)選的是，還實施第3均熱工序，該第3均熱工序在上述溫度Tb處于比相變點Ac3高且與相變點Ac3相差50°C以內(nèi)的溫度區(qū)時實施，在該第3均熱工序中，對上述模具的溫度進行保持，以使上述溫度Ta與溫度Tb之差在20°C以內(nèi)。
[0038]除了實施上述所說明的第I均熱工序、第2均熱工序之外，還在部位B的溫度Tb超過相變點Ac3之后，實施同樣的均熱工序，從而能夠使部位A經(jīng)過相變點區(qū)時的溫度Ta與溫度Tb之差較小。即，即使在部位B的溫度Tb超過相變點Ac3以后，延遲升溫的部位A尚處于相變點區(qū)的溫度，當部位A與部位B的溫度差過大時，會成為因熱膨脹差而容易產(chǎn)生裂紋的狀態(tài)。因此，若在此時實施均熱工序，則能夠抑制部位B先升溫而超過均熱溫度的情況。具體地講，實施第3均熱工序，該第3均熱工序在溫度Tb處于比相變點Ac3高且與相變點Ac3相差50°C以內(nèi)的溫度區(qū)時實施，在該第3均熱工序中，對上述模具的溫度進行保持，以使溫度Ta與溫度Tb之差在20°C以內(nèi)，從而能夠更可靠地將上述溫度Ta與溫度Tb之間的溫度差在40°C以內(nèi)。
[0039](5)對于上述(I)~(4)中任一項的模具的淬火方法，優(yōu)選的是，在將上述模具加熱至淬火溫度的工序中，上述溫度Ta經(jīng)過相變點Ac1與相變點Ac3之間的溫度區(qū)時的升溫速度為100°C /h以上。
[0040]在相變點區(qū)迅速 地加熱模具的做法在防止模具組織中的晶粒(舊奧氏體晶粒)粗大化方面是有效的。當經(jīng)過相變點時的加熱速度較快時，過熱度變大，新生成奧氏體晶粒的位置增加，對使晶粒細微地成長的方面是有利的。而且，通常當模具組織中的晶粒變得細微時，韌性升高，從而能夠提高模具使用過程中的耐裂性。從該方面講，不實施上述(3)的方法中的第2均熱工序的做法對處于相變點區(qū)時將整個模具更迅速地加熱的方面是有利的，因此優(yōu)選不實施第2均熱工序。
[0041]在本發(fā)明的模具的淬火方法中，上述第I均熱工序、第2均熱工序、第3均熱工序均不是必須的工序。能夠從上述這些均熱工序中適當?shù)剡x擇合適的工序來實施。此時，從能夠更可靠地將上述溫度Ta與溫度Tb之間的溫度差控制在40°C以內(nèi)的方面考慮，優(yōu)選的是，從上述這些均熱工序中選擇兩個以上的均熱工序來實施。例如選擇第I均熱工序和第2均熱工序來實施(圖1)。另外，從能夠防止模具組織中的晶粒粗大化的方面考慮，優(yōu)選的是，選擇第I均熱工序和第3均熱工序來實施而不實施第2均熱工序(圖2)。此外，對于相同編號(即第1、第2、第3)的均熱工序，也可以在溫度Tb不同的時刻多次實施該均熱工序。
[0042]在將本發(fā)明的模具的淬火方法應(yīng)用于實際的模具的淬火時，例如，事先制作模擬模具，一邊利用熱電偶等測量該模擬模具的表面溫度(參照實施例)，一邊對模擬模具進行淬火加熱試驗，從而能夠確定實際的模具表面的部位A、B的位置。而且，在上述淬火加熱試驗中，若事先與用于滿足本發(fā)明的條件的加熱條件(即針對加熱爐的操作條件)相應(yīng)地確定上述位置被確定的部位A、B之間的溫度關(guān)系，則在實際對模具進行淬火加熱的過程中，無需實際測量模具表面的溫度，而通過對加熱爐的設(shè)定條件進行操作，就能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。
[0043]經(jīng)過以上所說明的加熱工序而被加熱至奧氏體區(qū)域的淬火溫度的模具能夠抑制此時在部位A產(chǎn)生細微的裂紋，因此，能夠降低在接下來進行的淬火冷卻時上述裂紋發(fā)展成裂縫的可能性。因而，通過對經(jīng)過上述加熱后的模具進行冷卻，能夠獲得抑制了裂縫的模具。在淬火冷卻過程中，冷卻速度等冷卻條件并無特別限制，也能夠?qū)嵤┮酝ǔＫ鶎嵤┑臈l件進行的冷卻、或者將這些條件改良后而提出的冷卻等。這樣，也能夠?qū)σ酝鶠榱艘种拼慊鸷蟮牧芽p而需要的冷卻條件的限制進行緩解，無論是進行較快的冷卻速度的冷卻還是表面的圓角被加工得較小的模具的冷卻等，都能夠抑制裂縫。而且，由于能夠以較快的冷卻速度進行冷卻，因此，即使是由淬火性較差的鋼原材料制成的模具的情況下，也能夠可靠地實施淬火。
[0044]實施例
[0045]將JIS - SKD61改良材料的熱加工工具鋼用作原材料而制成150mmX300mmX300mm的方塊。對整個表面進行了銑削加工。該原材料的相變點Ac1S830°C，相變點Ac3為860°C。而且，在該塊上進行深度30mm、寬度50mm、長度IOOmm的凹槽加工，從而制成了模仿模具形狀的圖3的淬火用試樣I。以凹槽底部的拐角部實質(zhì)上不具有的圓角的方式，進行了立銑加工。在凹槽的拐角深處的三面角部2 (即部位A)和試樣自身的角部3 (即部位B)的位置形成有用于插入熱電偶的孔4，該熱電偶用于實際測量該位置的溫度TA、Tb。
[0046]將插入有熱電偶的上述試樣裝入真空淬火爐中，并實施了表1的N0.1~N0.8的熱處理模式的淬火。就加熱工序的步驟而言，首先，將氮氣導入已經(jīng)成為真空的爐內(nèi)，并在加壓至200kPa的氮氣環(huán)`境中實施了對流加熱。然后，在部位B的溫度Tb達到850°C以下的規(guī)定的均熱工序溫度時停止導入氮氣，并開始將爐內(nèi)抽成真空，在降壓至70Pa左右的條件下進行加熱直至使爐內(nèi)溫度達到1030°C的淬火溫度。上述“850°C以下的規(guī)定的均熱工序溫度”是指，在各熱處理模式中實施的一次或者多次的均熱工序中，實施溫度為850°C以下且最接近850°C的實施溫度。而且，在將被加熱至淬火溫度的模具保持為該溫度之后，通過將氮氣導入爐內(nèi)來開始進行淬火冷卻。將氮氣加壓至400kPa，進行充分的冷卻直至試樣的部位A到達100°C以下，從而獲得了馬氏體的淬火組織。但是，在N0.6中進行了這樣的淬火冷卻:將氮氣加壓至600kPa，并以較快的冷卻速度進行淬火冷卻。表1表示在上述這些熱處理模式中加熱時部位A的溫度Ta經(jīng)過了相變點區(qū)時的溫度Ta與部位B的溫度Tb之間的溫度差。而且，圖4、圖5分別表示在熱處理模式N0.3,N0.7中加熱時部位A、B的實際測量溫度TA、Tb的變化以及它們的溫度差。
[0047]表1
[0048]
【權(quán)利要求】
1.一種模具的淬火方法，在該淬火方法中，將模具加熱至奧氏體區(qū)域的淬火溫度后對模具進行冷卻，其特征在于，
在將模具加熱至淬火溫度的加熱工序中，在模具的表面溫度最低的部位(A)的溫度(Ta)經(jīng)過相變點(Ac1)與相變點(Ac3)之間的溫度區(qū)時使上述溫度(Ta)與模具的表面溫度最高的部位(B)的溫度(Tb)之差在40°C以內(nèi)，然后，對經(jīng)過上述加熱工序而被加熱至奧氏體區(qū)域的淬火溫度的模具進行冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具的淬火方法，其特征在于， 在將上述模具加熱至淬火溫度的工序中，實施第I均熱工序，該第I均熱工序在上述溫度(Tb)處于比相變點(Ac1)低且與相變點(Ac1)相差50°C以內(nèi)的溫度區(qū)時實施，在該第I均熱工序中，對上述模具的溫度進行保持，以使上述溫度Ta與溫度Tb之差在20°C以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具的淬火方法，其特征在于， 在將上述模具加熱至淬火溫度的工序中，實施第2均熱工序，該第2均熱工序在上述溫度(Tb)處于相變點(Ac1)與相變點(Ac3)之間的溫度區(qū)時實施，在該第2均熱工序中，對上述模具的溫度進行保持，以使上述溫度Ta與溫度Tb之差在20°C以內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具的淬火方法，其特征在于， 在將上述模具加熱至淬火溫度的工序中，實施第I均熱工序和第2均熱工序；該第I均熱工序在上述溫度(Tb)處于比相變點(Ac1)低且與相變點(Ac1)相差50°C以內(nèi)的溫度區(qū)時實施，在該第I均熱工序中，對上述模具的溫度進行保持，以使上述溫度Ta與溫度Tb之差在20°C以內(nèi)；該第2均熱工序在上述溫度(Tb)處于相變點(Ac1)與相變點(Ac3)之間的溫度區(qū)時實施，在該第2均熱工序中，對上述模具的溫度進行保持，以使上述溫度Ta與溫度Tb之差在20°C以內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2~4中任一項所述的模具的淬火方法,其特征在于， 在將上述模具加熱至淬火溫度的工序中，還實施第3均熱工序，該第3均熱工序在上述溫度(Tb)處于比相變點(Ac3)高且與相變點(Ac3)相差50°C以內(nèi)的溫度區(qū)時實施，在該第3均熱工序中，對上述模具的溫度進行保持，以使上述溫度Ta與溫度Tb之差在20°C以內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項所述的模具的淬火方法,其特征在于， 在將上述模具加熱至淬火溫度的工序中，上述溫度(Ta)經(jīng)過相變點(Aca)與相變點(Αε3)之間的溫度區(qū)時的升溫速度為100°C /h以上。
【文檔編號】C21D9/00GK103773936SQ201310503368
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月23日
【發(fā)明者】西田純一 申請人:日立金屬株式會社