一種不銹鋼冷沖壓模具的稀土滲釩方法
【專利摘要】一種不銹鋼冷沖壓模具的稀土滲釩方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行：（1）配制鹽浴，其中含Nd0.5~1.5%；（2）加熱至全部熔化，將Cr12鋼冷沖壓模具置于鹽浴中，加熱至980~1040℃，保溫3~4h；（3）置于煤油中進(jìn)行淬火，將Cr12鋼冷沖壓模具加熱至480±10℃回火2次，空冷至室溫，在Cr12鋼冷沖壓模具表面獲得擴(kuò)散層和滲釩層。本發(fā)明通過(guò)在鹽浴中加入稀土Nd，使?jié)B釩過(guò)程中在Cr12鋼冷沖壓模具和滲釩層之間形成擴(kuò)散層，該擴(kuò)散層能夠與滲釩層牢固結(jié)合，從而保證滲釩層硬度的同時(shí)，延長(zhǎng)滲釩層的使用壽命。
【專利說(shuō)明】一種不銹鋼冷沖壓模具的稀土滲釩方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于涉及一種冷沖壓模具的滲釩方法，特別涉及一種不銹鋼冷沖壓模具的稀土滲釩方法。
【背景技術(shù)】 [0002]在海水淡化設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)備重要部件采用耐海水腐蝕、抗氯化物腐蝕能力的2507不銹鋼；此零件是一端喇叭形的管接頭，在正常生產(chǎn)過(guò)程中需要實(shí)心棒料，加工時(shí)要去除70-80%的材料；由于進(jìn)口瑞典2507不銹鋼材料價(jià)格高，這樣會(huì)明顯增加了該材料和加工的成本；后經(jīng)研究采用2507不銹管，再經(jīng)過(guò)沖壓機(jī)床在一端冷沖出一個(gè)微喇脖頸，然后再加工零件，大大減少材料、加工成本；冷沖壓模具在此過(guò)程起到至關(guān)重要的作用，模具的硬度、表面的耐磨損能力，直接影響沖壓件的質(zhì)量及加工效率。
[0003]Cr 12鋼是一種中國(guó)GB標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)高碳高鉻型冷作模具鋼，用Cr 12鋼材料制作的冷沖壓模具，以傳統(tǒng)方法熱處理，在沖壓生產(chǎn)時(shí)模具表面很容易刮傷，并容易磨損，嚴(yán)重影響加工質(zhì)量，并且壽命短，需要經(jīng)常更換新模具，至使模具成本增加，最終零件的本身成本降低有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有Crl2鋼冷沖壓模具在技術(shù)上存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種不銹鋼冷沖壓模具的稀土滲釩方法，通過(guò)改進(jìn)鹽浴滲釩配方，使Crl2鋼冷沖壓模具在模具和滲釩層之間形成擴(kuò)散層，提高滲釩層的硬度，增加使用壽命。
[0005]本發(fā)明的不銹鋼冷沖壓模具的稀土滲釩方法按以下步驟進(jìn)行:
1、配制鹽浴，其成分按重量百分比含無(wú)水硼砂65~70%，NaCl3~5%，BaCl 2~4%，供釩劑V2O5 8~12%，還原劑 Al 2~4%，活化劑 NaF8~12%，Nd 0.5~1.5% ;
2、將鹽浴加熱至全部熔化，然后將Crl2鋼冷沖壓模具置于鹽浴中，再以2~4°C/min的速度加熱至98(Tl040°C，保溫3~4h ；
3、將保溫后的Crl2鋼冷沖壓模具置于煤油中進(jìn)行淬火，當(dāng)溫度降至室溫后，將Crl2鋼冷沖壓模具加熱至480±10°C保溫f 3h回火2次，最后空冷至室溫，在Crl2鋼冷沖壓模具表面獲得擴(kuò)散層和滲釩層。
[0006]上述方法獲得的擴(kuò)散層的厚度為15~22μπι，滲釩層的厚度為10-20 μ m。
[0007]上述方法獲得的滲釩層的硬度為250(T2600HV。
[0008]本發(fā)明通過(guò)在鹽浴中加入稀土 Nd，使?jié)B釩過(guò)程中在Crl2鋼冷沖壓模具和滲釩層之間形成擴(kuò)散層，該擴(kuò)散層能夠與滲釩層牢固結(jié)合，從而保證滲釩層硬度的同時(shí)，延長(zhǎng)滲釩層的使用壽命。本發(fā)明的方法具有綜合成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，采用本發(fā)明的具有擴(kuò)散層和滲釩層的Crl2鋼冷沖壓模具制造的零件表面質(zhì)量好，合格率高，每個(gè)Crl2鋼冷沖壓模具可沖壓2507不銹鋼零件10000件以上。【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明實(shí)施例中采用的無(wú)水硼砂為市購(gòu)工業(yè)產(chǎn)品，重量純度在95、8%。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例中采用的NaCl為市購(gòu)工業(yè)用一級(jí)品，重量純度≤99%。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例中采用的BaCl為市購(gòu)工業(yè)產(chǎn)品，重量純度≤ 99.13%。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例中采用的V2O5粉為市購(gòu)工業(yè)產(chǎn)品，重量純度96、8%。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例中采用的Al粉為市購(gòu)工業(yè)產(chǎn)品，重量純度≤ 99.7%。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例中采用的NaF為市購(gòu)工業(yè)產(chǎn)品，重量純度≤ 98%。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例中采用的Nd為市購(gòu)工業(yè)產(chǎn)品，重量純度≤ 99%。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例中采用的煤油為市購(gòu)產(chǎn)品。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例中測(cè)量擴(kuò)散層和滲釩層采用的設(shè)備為S4800冷場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例中測(cè)量硬度采用的設(shè)備為HXD 1000維氏顯微硬度計(jì)。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例中Crl2鋼冷沖壓模具的材質(zhì)為Crl2鋼，其成分按重量百分比含C
2.00~2.30%, Si ( 0.40%, Mn ( 0.40%, Cr 11.50~13.0%, P ≤ 0.030%, S ≤ 0.030%，余量為Fe。
[0020]實(shí)施例1
將無(wú)水硼砂、NaCl、BaCl、供釩劑V2O5、還原劑Al、活化劑NaF和Nd混合均勻配制成鹽浴，其成分按重量百分比為無(wú)水硼砂69%，NaCl 4%，BaCl 34%，供釩劑V2O5 10%,還原劑Al3%,活化劑 NaF10%, Nd 1% ；
將鹽浴加熱至850°C，待物料全部熔化后，將Crl2鋼冷沖壓模具置于鹽浴中，再以2~4°C /min的速度加熱至980°C，保溫4h ；
將保溫后的Crl2鋼冷沖壓模具置于煤油中進(jìn)行淬火，然后降溫至室溫；
將Crl2鋼冷沖壓模具加熱至480±10°C保溫Ih回火，然后在同樣條件再回火I次，最后空冷至室溫，在Crl2鋼冷沖壓模具表面獲得擴(kuò)散層和滲釩層；擴(kuò)散層的厚度為15μπι，滲釩層的厚度為102ym ;滲釩層的硬度為2527HV ;采用該Cr 12鋼冷沖壓模具作為2507不銹鋼零件的沖壓模具；采用該Crl2鋼冷沖壓模具以來(lái)，共沖壓2507不銹鋼零件10000件以上，全部合格，未更換沖壓模具，沖壓模具表面無(wú)明顯損傷。
[0021]實(shí)施例2
將無(wú)水硼砂、NaCl、BaCl、供釩劑V2O5、還原劑Al、活化劑NaF和Nd混合均勻配制成鹽浴，其成分按重量百分比為無(wú)水硼砂70%，NaCl 3%, BaCl 4%，供釩劑V2O5 8%，還原劑Al
3.5%,活化劑 NaF 12%, Nd 0.5% ；
將鹽浴加熱至850°C，待物料全部熔化后，將Crl2鋼冷沖壓模具置于鹽浴中，再以2~4°C /min的速度加熱至1040°C，保溫3h ；
將保溫后的Crl2鋼冷沖壓模具置于煤油中進(jìn)行淬火，然后降溫至室溫；
將Crl2鋼冷沖壓模具加熱至480±10°C保溫2h回火，然后在同樣條件再回火I次，最后空冷至室溫，在Crl2鋼冷沖壓模具表面獲得擴(kuò)散層和滲釩層；擴(kuò)散層的厚度為22 μ m，滲釩層的厚度為20μπι ;滲釩層的硬度為2566HV ;采用該Cr 12鋼冷沖壓模具作為2507不銹鋼零件的沖壓模具；采用該Crl2鋼冷沖壓模具以來(lái)，共沖壓2507不銹鋼零件10000件以上，全部合格，未更換沖壓模具，沖壓模具表面無(wú)明顯損傷。[0022]實(shí)施例3
將無(wú)水硼砂、NaCl ,BaCl、供釩劑V2O5、還原劑Al、活化劑NaF和Nd混合均勻配制成鹽浴，其成分按重量百分比為無(wú)水硼砂67.5%，NaCl 5%, BaCl 2%，供釩劑V2O5 12%，還原劑Al4%,活化劑 NaF8%, Nd 1.5% ；
將鹽浴加熱至850°C，待物料全部熔化后，將Crl2鋼冷沖壓模具置于鹽浴中，再以2~4°C /min的速度加熱至1000°C，保溫3h ；
將保溫后的Crl2鋼冷沖壓模具置于煤油中進(jìn)行淬火，然后降溫至室溫；
將Crl2鋼冷沖壓模具加熱至480±10°C保溫3h回火，然后在同樣條件再回火I次，最后空冷至室溫，在Crl2鋼冷沖壓模具表面獲得擴(kuò)散層和滲釩層；擴(kuò)散層的厚度為18μπι，滲釩層的厚度為15μπι ;滲釩層的硬度為2549HV ;采用該Cr 12鋼冷沖壓模具作為2507不銹鋼零件的沖壓模具；采用該Crl2鋼冷沖壓模具以來(lái)，共沖壓2507不銹鋼零件10000件以上，全部合格，未更換沖壓模具，沖壓模具表面無(wú)明顯損傷。
[0023]實(shí)施例4
將無(wú)水硼砂、NaCl、BaCl、供釩劑V2O5、還原劑Al、活化劑NaF和Nd混合均勻配制成鹽浴，其成分按重量百分比為無(wú)水硼砂65%，NaCl 5%, BaCl 4%，供釩劑V2O5 12%，還原劑Al2%,活化劑 NaFll.5%, Nd 0.5% ；
將鹽浴加熱至850°C，待物料全部熔化后，將Crl2鋼冷沖壓模具置于鹽浴中，再以2~4。。/min的速度加熱至1020°C，保溫3.5h ；
將保溫后的Crl2鋼冷沖壓模具置于煤油中進(jìn)行淬火，然后降溫至室溫；
將Crl2鋼冷沖壓模具加熱至480±10°C保溫Ih回火，然后在同樣條件再回火I次，最后空冷至室溫，在Crl2鋼冷沖壓模具表面獲得擴(kuò)散層和滲釩層；擴(kuò)散層的厚度為20μπι，滲釩層的厚度為18μπι ;滲釩層的硬度為2600HV ;采用該Cr 12鋼冷沖壓模具作為2507不銹鋼零件的沖壓模具；采用該Crl2鋼冷沖壓模具以來(lái)，共沖壓2507不銹鋼零件10000件以上，全部合格，未更換沖壓模具，沖壓模具表面無(wú)明顯損傷。
[0024]實(shí)施例5
將無(wú)水硼砂、NaCl、BaCl、供釩劑V2O5、還原劑Al、活化劑NaF和Nd混合均勻配制成鹽浴，其成分按重量百分比為無(wú)水硼砂67%，NaCl 4%, BaCl 3%，供釩劑V2O5 11%，還原劑Al3%,活化劑 NaFl 1%, Nd 1% ；
將鹽浴加熱至850°C，待物料全部熔化后，將Crl2鋼冷沖壓模具置于鹽浴中，再以2~4。。/min的速度加熱至1000。。，保溫3.5h ；
將保溫后的Crl2鋼冷沖壓模具置于煤油中進(jìn)行淬火，然后降溫至室溫；
將Crl2鋼冷沖壓模具加熱至480±10°C保溫3h回火，然后在同樣條件再回火I次，最后空冷至室溫，在Crl2鋼冷沖壓模具表面獲得擴(kuò)散層和滲釩層；擴(kuò)散層的厚度為16μπι，滲釩層的厚度為14 μ m ;滲釩層的硬度為2582HV ;采用該Cr 12鋼冷沖壓模具作為2507不銹鋼零件的沖壓模具；采用該Crl2鋼冷沖壓模具以來(lái)，共沖壓2507不銹鋼零件10000件以上，全部合格，未更換沖壓模具，沖壓模具表面無(wú)明顯損傷。
【權(quán)利要求】
1.一種不銹鋼冷沖壓模具的稀土滲釩方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行: (1)配制鹽浴，其成分按重量百分比含無(wú)水硼砂65~70%，NaCl3~5%，BaCl 2~4%，供釩劑V2O5 8~12%，還原劑 Al 2~4%，活化劑 NaF8~12%，Nd 0.5~1.5% ; (2)將鹽浴加熱至全部熔化，然后將Crl2鋼冷沖壓模具置于鹽浴中，再以2~4°C/min的速度加熱至98(Tl040°C，保溫3~4h ； (3)將保溫后的Crl2鋼冷沖壓模具置于煤油中進(jìn)行淬火，當(dāng)溫度降至室溫后，將Crl2鋼冷沖壓模具加熱至480±10°C保溫f 3h回火2次，最后空冷至室溫，在Crl2鋼冷沖壓模具表面獲得擴(kuò)散層和滲釩層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不銹鋼冷沖壓模具的稀土滲釩方法，其特征在于所述的擴(kuò)散層的厚度為15~22μπι，所述的滲釩層的厚度為10-20μπι。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不銹鋼冷沖壓模具的稀土滲釩方法，其特征在于所述的滲釩層的硬度為250(T2600HV。
【文檔編號(hào)】C23C10/24GK103589991SQ201310509783
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】陳輝, 高章育, 張彥杰, 李世男, 孫軍 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)建筑大學(xué)