[发明专利]一种落料模用冷作模具钢的热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种落料模用冷作模具钢的热处理方法。

背景技术

随着机械加工工业的发展，生产中依靠冷作模制造的零件越来越多，使用的冷变形模具种类越来越多。如冷体积模锻(冷镦、冷挤压、压印等)、板料冲压(如拉伸、落料、切边、冲孔等)和材料轧制(冷轧、轧轮成型等)。虽然冷变形模具的种类繁多，工作条件不一，性能要求也有所不同，但基础工作情况相近：即在冷状态下使金属变形，工作时承受较大的剪切力、压力、弯曲力、冲击力和摩擦力。因而对这类模具钢应具有以下基本性能：1)高硬度和高强度，以保证在承受高应力时不容易产生微量塑性变形或破坏；2)高的耐磨性能，在高的磨损条件下能保证模具的尺寸精度；3)足够的韧性，以便在冲击载荷和动载荷下，不易发生工作韧的剥落或崩溃；4)热处理变形小，因大多数模具具有复杂的型腔和精确精度，热处理的变形很难用修磨加工来消除，此外有些冷变形模具还应有足够的耐热性能。以CrMn为代表的落料模用模具钢具有热处理变形小，耐磨性能较高的特点，具有较高的淬透性和韧性。用CrWMn钢制作的模具，如采用合理的热处理工艺，控制和调节好淬火时造成的热应力和组织应力，减少变形，则完全可以替代工厂常用的Cr12制作的落料模具。此外，9Mn2V是我国作为CrWMn，9CrSi等的代用钢，可用于制造冷冲模、落料模、剪刀、弯曲模。还有SiMnMo系石墨钢，其特点是含Si量高，在强烈的石墨化元素Si的作用下，部分碳以石墨化状态存在，使钢具有自润作用，具有较高的抗咬合性，良好的切削性和耐磨性，热处理变形小，尺寸稳定。SiMnMo钢，用于制作表面质量要求严格的弯曲、拉伸、整形冲模能显著提高冲件的质量。

但随着技术的发展，钢板强度的提高，导致现有的冷作模具钢不能满足使用需求，或者使用寿命大幅度缩短。因此，有必要开发一种新的落料模用的冷作模具钢。

发明内容

本发明的目的在于提出一种落料模用冷作模具钢的热处理方法，该模具钢的力学性能比现有钢种提高，采用该钢制备的落料模生产现有钢板产品可提高寿命，并适用于生产强度更高的钢板产品。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种落料模用冷作模具钢的热处理方法，该模具钢的化学成分以重量百分数计由下列组份组成:C：0.50-0.54，Si：0.1-0.2，Mn：1.5-1.7，Cr：3.2-3.4，Mo：0.7-0.9，Ni：1.1-1.3，Ti：0.02-0.04，Nb：0.4-0.6，B：0.03-0.05，V:0.4-0.6，Al：0.04-0.06，S≤0.015，P≤0.025，余量为Fe和不可避免的杂质；所述热处理方法为：首先，将该模具钢放入至加热炉内，升温至860-870℃后保温2-4小时；接着，炉冷至450℃后出炉空冷；再在加热炉内加热至1010-1030℃后，保温2-4小时；接着，炉冷至920-930℃后保温0.5-1.5小时；再接着，在温度为30-60℃的淬火油中冷却；最后，在加热炉内加热至270-290℃后保温6-7小时，再炉冷至100℃后出炉空冷即可。

本发明具有以下技术效果：

1)本发明模具钢通过合金元素含量的调配，特别是B、V元素含量的调整，使得该钢的硬度高，耐磨性好。

2）本发明模具钢的碳含量比传统模具钢低，强度靠合金元素调整，因此，韧性较好，具有良好的抗疲劳和剥落性能。

3)本发明模具钢合金元素种类和含量较少，因此，成本较低。

具体实施方式

实施例一

一种落料模用冷作模具钢的热处理方法，该模具钢的化学成分以重量百分数计由下列组份组成:C：0.50，Si：0.2，Mn：1.5，Cr：3.4，Mo：0.7，Ni：1.3，Ti：0.02，Nb：0.6，B：0.03，V:0.6，Al：0.04，S≤0.01 5，P≤0.025，余量为Fe和不可避免的杂质；所述热处理方法为：首先，将该模具钢放入至加热炉内，升温至860℃后保温4小时；接着，炉冷至450℃后出炉空冷；再在加热炉内加热至1010℃后，保温4小时；接着，炉冷至920℃后保温1.5小时；再接着，在温度为30℃的淬火油中冷却；最后，在加热炉内加热至290℃后保温6小时，再炉冷至100℃后出炉空冷即可。

实施例二