改善h13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝的制作方法

　　【技術領域】

　　[0001] 本發(fā)明涉及模具鋼鍛件產品鍛后熱處理領域，特別涉及一種低倍及鍛后退火組織 要求較高的H13鋁擠壓模的改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝。

　　【背景技術】

　　[0002] 制作鋁型材擠壓模國內外應用最廣的材料為H13 (4Cr5MoSiVl)圓鋼，我公司一直 致力于H13模具鋼的開發(fā)與研宄，我公司生產H13顯微組織能滿足NADCA#207合格級別，即 AS1-AS9,但大部分組織級別在AS4-AS9之間，且低倍粗晶現象時有發(fā)生。隨著客戶要求的 不斷提高，尤其是鋁擠壓模具要求更高，一般要求組織AS1-AS5,且低倍不得出現粗晶。低 倍粗晶是過熱的粗大奧氏體晶粒腐蝕后顯示出來的宏觀產物。低倍粗晶的鍛件在最終熱處 理后出現混晶現象，嚴重影響模具的使用壽命。根據產品使用的高要求，我們設計出高溫擴 散+正火+等溫球化退火的工藝組合，使用本工藝組合處理后，組織的均勻性得到改善，低 倍粗晶現象完全消除，組織及晶粒的均勻性得到明顯改善，顯微組織達到AS1-AS5。

　　【發(fā)明內容】

　　[0003] 本發(fā)明的目的在于克服上述現有技術中存在的問題提供一種組織及晶粒的均勻 性及模具的整體品質得以提高的改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝。

　　[0004] 本發(fā)明的技術方案是這樣實現的：一種改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處 理工藝，該工藝包括高溫擴散加熱、高溫擴散冷卻、正火加熱、正火冷卻及等溫球化退火，所 述高溫擴散加熱采用兩次預熱，所述正火冷卻采用霧冷冷卻。

　　[0005] 所述高溫擴散加熱采用兩次預熱，高溫擴散第一預熱溫度為600~680°C，加熱速 度為不大于80°C /h，保溫時間1~1. 2小時/100mm，第二預熱溫度為800~870°C，加熱速 度為不大于80°C /h，保溫時間1~1. 2小時/100mm，高溫擴散溫度1080~1150°C，保溫時 間2~4h/100mm，保溫后按不大于30°C /h速度冷至500~550°C。

　　[0006] 正火加熱時預熱溫度為600~680°C，加熱速度為不大于80°C /h，保溫時間1~ 1. 2小時/100mm，正火溫度980~1020°C，保溫時間1~2h/100mm。

　　[0007] 正火后采用等溫球化退火處理工藝，等溫球化退火溫度采用850~900°C，預熱 溫度為600~680°C，加熱速度為不小于80°C /h，保溫時間1~2h/100mm，而后以不大于 30°C /h降至730~760°C，保溫4~6h/100mm，保溫后以不大于30°C /h隨爐降溫至500°C 后出爐空冷。

　　[0008] 本發(fā)明的技術方案產生的積極效果如下：熱處理工藝采用高溫擴散+正火+等溫 球化退火方式進行，通過高溫擴散消除局部粗晶，獲得較粗大均勻的晶粒及組織，為后續(xù)正 火+等溫球化退火做好準備。正火冷卻時采用霧冷，提高冷卻速度，使高溫擴散產生的粗晶 細化，并消除網狀碳化物組織，再通過等溫球化退火獲得細小均勻的球狀珠光體+少量彌 散分布的粒狀碳化物，達到消除低倍粗晶及顯微組織均勻的目的。

　　【附圖說明】

　　[0009] 圖1為本發(fā)明改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝的工藝流程圖。

　　【具體實施方式】

　　[0010] 實施例一 實施例一 改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝，選用鋼鍛件鋼種為H13 (4Cr5MoSiVl)，C 為 0· 38~0· 43%、Si 為 0· 80~1· 20%、Mn 為 0· 30~0· 50%、Cr 為 4· 75~5· 5%、Mo 為I. 10~1. 75%、S彡0. 020%、P彡0. 025%及規(guī)格為Φ 180的鍛件，包括如下工序（如圖1所 示）： 步驟1 :高溫擴散加熱：高溫擴散第一預熱溫度為600~680°C，加熱速度為< 80°C /h， 保溫時間1~I. 2小時/100mm，第二預熱溫度為800~870°C，加熱速度為< 80°C /h，保溫 時間1~1. 2小時/100mm，高溫擴散溫度1080~1150°C，保溫時間2~4h/100mm ; 步驟2 :高溫擴散冷卻，保溫后按< 30°C /h速度冷至500~550°C ; 步驟3 :入爐正火加熱，預熱溫度為600~680°C，加熱速度為< 80°C /h，保溫時間1~ 1. 2小時/100mm，正火溫度980-1020°C，保溫時間1~2h/100mm ; 步驟4:正火冷卻，正火出爐后采用噴霧強制冷卻，用以細化晶粒及均勻組織和成分， 消除網狀碳化物，為等溫球化退火做好準備； 步驟5 :正火后采用等溫球化退火處理工藝，等溫球化退火溫度采用850~900°C，預熱 溫度為600~680°C，加熱速度為彡80°C /h，保溫時間1~2h/100mm，然后以彡30°C /h降 至730~760°C，保溫4~6h/100mm，保溫后以彡30°C /h隨爐降溫至500°C后出爐空冷。經 切片做低倍及顯微組織檢驗，低倍粗晶現象完全消除，顯微組織為細小均勻的球狀珠光體+ 少量彌散分布的粒狀碳化物，按NADCA#207-2006評級為ASl~AS3,低倍及顯微組織滿足 使用要求。

　　[0011] 現熱處理工藝為正火+等溫球化退火。具體工藝如下： 步驟1 :入爐正火加熱，預熱溫度為600~680°C，加熱速度為< 80°C /h，保溫時間1~ 1. 2小時/100mm，正火溫度920-980°C，保溫時間1~2h/100mm ; 步驟2 :正火冷卻，正火出爐后采用鼓風冷卻，用以細化晶粒及均勻組織和成分，消除 網狀碳化物，為等溫球化退火做好準備； 步驟3 :正火后采用等溫球化退火處理工藝，等溫球化退火溫度采用850~900°C，預熱 溫度為600~680°C，加熱速度為彡80°C /h，保溫時間1~2h/100mm，然后以彡30°C /h降 至730~760°C，保溫4~6h/100mm，保溫后以彡30°C /h隨爐降溫至500°C后出爐空冷。

　　[0012] 現有工藝與本實施例結果對比

　　【主權項】

　　1. 一種改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝，其特征在于：該工藝包括高 溫擴散加熱、高溫擴散冷卻、正火加熱、正火冷卻及等溫球化退火，所述高溫擴散加熱采用 兩次預熱，所述正火冷卻采用霧冷冷卻。

　　2. 根據權利要求1所述的改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝，其特征在 于：所述高溫擴散加熱采用兩次預熱，高溫擴散第一預熱溫度為600~680°C，加熱速度為 不大于80°C/h，保溫時間1~1. 2小時/100mm，第二預熱溫度為800~870°C，加熱速度為 不大于80°C/h，保溫時間1~1. 2小時/100mm，高溫擴散溫度1080~1150°C，保溫時間 2~4h/100mm，保溫后按不大于30°C/h速度冷至500~550°C。

　　3. 根據權利要求1所述的改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝，其特征在 于：正火加熱時預熱溫度為600~680°C，加熱速度為不大于80°C/h，保溫時間1~1. 2小 時/100mm，正火溫度980~1020°C，保溫時間1~2h/100mm。

　　4. 根據權利要求1所述的改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝，其特征在 于：正火后采用等溫球化退火處理工藝，等溫球化退火溫度采用850~900°C，預熱溫度為 600~680°C，加熱速度為不小于80°C/h，保溫時間1~2h/100mm，而后以不大于30°C/h 降至730~760°C，保溫4~6h/100mm，保溫后以不大于30°C/h隨爐降溫至500°C后出爐 空冷。

　　【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低倍及鍛后退火組織要求較高的H13鋁擠壓模的改善H13鍛件低倍粗晶及顯微組織的熱處理工藝，該工藝包括高溫擴散加熱、高溫擴散冷卻、正火加熱、正火冷卻及等溫球化退火，所述高溫擴散加熱采用兩次預熱，所述正火冷卻采用霧冷冷卻。本發(fā)明提供的工藝采用高溫擴散+正火+等溫球化退火方式進行，通過高溫擴散消除局部粗晶，獲得較粗大均勻的晶粒及組織，為后續(xù)正火+等溫球化退火做好準備；正火冷卻時采用霧冷，提高冷卻速度，使高溫擴散產生的粗晶細化，并消除網狀碳化物組織，再通過等溫球化退火獲得細小均勻的球狀珠光體+少量彌散分布的粒狀碳化物，達到消除低倍粗晶及顯微組織均勻的目的。

　　【IPC分類】C21D8-00, C21D1-32, C21D1-28

　　【公開號】CN104726659

　　【申請?zhí)枴緾N201510068575

　　【發(fā)明人】李守杰, 王學璽, 高全德, 王子君, 孟令賢

　　【申請人】中原特鋼股份有限公司

　　【公開日】2015年6月24日