[发明专利]中等厚度非调质塑料模具钢板的热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种热处理工艺，具体来讲是一种中等厚度非调质塑料模具钢板的热处理工艺。

背景技术

非调质预硬型模具钢是钢厂为方便用户，把热处理工序提前在钢厂完成，通过正火处理和回火处理获得中等硬度的细化组织（硬度一般不大于40HRC），再进行刻模加工，无需模具成形时的热处理。既满足模具零件使用性能的要求，又不影响切削加工性的一类合金钢，特别适合于型腔复杂，精度高，尺寸大，热处理工艺性差的模具零件；由于所涉模具钢属于高强度合金钢，表面硬度对温度的敏感性较强，使得不同厚度的钢板的截面硬度落差较大，钢板性能不稳定，导致热处理工艺无法固化，影响生产的同时严重影响产品的质量，成本增加、钢板挽救工作量大。

检索发现，公开号为CN103074477A的中国专利公开了“一种特厚非调质态海洋工程用钢板的热处理方法”，该申请公布的技术方案主要包括两次正火+回火工艺，该技术方案要求温度控制非常精确，并且步骤较多，不适合大批量稳定生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，为了能实现该类塑料模具钢的稳定批量性生产，需对当前的热处理工艺进行优化及试验研究，提供一种适合中等厚度非调质塑料模具钢板的热处理工艺。

本发明解决以上技术问题的技术方案：

一种中等厚度非调质塑料模具钢板的热处理工艺，主要是通过控制无氧化辊底式炉炉温和该模具钢出钢温度来调控钢板表面硬度及厚度方向上的截面效应，包括如下步骤：1）无氧化辊底式炉预加热，无氧化辊底式炉的炉温设定在560-620℃之间，同时炉内通入氮气，预平衡30-55min，使得所述无氧化辊底式炉内实际检测温度与设定温度之间的温差≤5℃，全程控制炉内氧含量≤1000ppm；2）钢板加热，全程控制炉内氧含量≤1000ppm，将钢板送入辊底式炉中并持续检测钢板表面温度，当钢板传输接近辊底式炉的出料炉门时，钢板的表面温度达到辊式底炉设定炉温，到温后保温120-150min，出炉。

本发明进一步限定的技术方案为：

进一步的，无氧化辊底式炉内腔的炉顶和侧壁上分别设有温度检测区，每个所述温度检测区均设有至少一只热电偶，热电偶将采集到的温度信息反馈至燃烧控制室，所述燃烧控制室通过自动或者手动调节烧嘴，确保炉内每个温度检测区的温度均达到炉内设定温度；所述无氧化辊底式炉内腔的侧壁上设有至少一台微氧分析仪；在辊底式炉的出料端设置有用于检测钢板表面温度的炉内红外线辐射高温计。

进一步的，无氧化辊底式炉内腔的炉顶和侧壁上分别设有12个温度检测区，每个温度检测区均设有两只热电偶。

进一步的，钢板的厚度为20-135mm。 

本发明的有益效果为：本发明提供的热处理工艺专门针对中等厚度非调质塑料模具钢板的特性进行的处理和优化，该工艺经过大量的实验数据验证，在简化了整个热处理生产工艺同时缩短了热处理所需的时间，该工艺比常规工艺节约能源30%以上，处理过的钢板硬度均匀，并且均能达到质量标准的规定。

附图说明

图1是炉内温度设定540℃时，炉内实测温度和钢板表面温度随时间变化曲线图。

图2是炉内温度设定620℃时，炉内实测温度和钢板表面温度随时间变化曲线图。

图3为炉内温度设定910℃时，炉内实测温度和钢板表面温度随时间变化曲线图。

具体实施方式

    实施例1

采用厚度范围为20-120mm的模具钢NSM30进行热处理后硬度测试，炉温设定加热温度560-620℃，预平衡30-55min，待钢板加热到设定加热温度后保温120-150min，出炉进行硬度检测；

表1为本实施例的各项试验和检测参数；

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从表中可以看出，所有试样的热处理硬度值介于287-330HBW,标准号为 JX/NG2084-NSM30的质量标准规定要求硬度在265-340HBW,因此全部达标。

实施例2

采用厚度范围为23-135mm的模具钢P20进行热处理后硬度测试，炉温设定加热温度560℃，预平衡30min，待钢板加热到设定加热温度后保温150min，出炉进行硬度检测；

表2为本实施例的各项试验和检测参数；

；

从表中可以看出，所有试样的热处理硬度值介于330-339HBW,标准号为JX/NG2261-P20的质量标准规定要求硬度在280-340HBW,因此全部达标。

实施例3