[发明专利]一种热作模具钢淬火冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属热处理方法，具体涉及一种热作模具钢淬火冷却方法。

背景技术

近年来，随着我国制造业的飞速发展，模具产业和模具钢生产企业都取得了长足的进步，同时，针对关键重大装备中高端、大型锻件的需求，热加工行业对热作模具钢的性能提出了更高的要求。现有技术中，热作模具的厚度一般约为100mm～300mm，热作模具在冷却过程中，表面与心部的冷却速度有一定差异，如果这种差异足够大，则可能造成大于临界冷却速度部分转变成马氏体，而小于临界冷却速度的心部区域在淬火时将不可避免的产生上贝氏体组织，模具钢尺寸越大，上贝氏体组织所占的区域就越大，大量贝氏体组织的形成会严重恶化低耐热性热作模具钢的冲击韧性，对模具的使用安全性存在威胁。为保证整个截面上都转变为马氏体需要选用冷却能力足够强的淬火介质，以保证工件心部有足够快的冷却速度。但是冷却速度快，工件内部由于热胀冷缩不均匀造成内应力，可能使工件变形或开裂。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种冲击韧性好、形变量小的热作模具钢淬火冷却方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种热作模具钢淬火冷却方法，该方法顺序包括下列步骤：

(1)将已做淬火保护待热处理的热作模具钢工件置于高压真空炉中，根据热作模具钢工件技术要求设定真空工艺参数，并按照所设定工艺参数分段升温，待升温至所设定真空工艺的淬火温度后，在所述淬火温度下进行保温，所述保温时间参照所设定的真空工艺；

(2)步骤(1)中所述保温过程结束后，将经过步骤(1)的热作模具钢工件在所述高压真空炉内500℃～1030℃的温度区进行控温冷却，热作模具钢工件在温度区内控温冷却60～120分钟；

(3)将经步骤(2)的热作模具钢工件继续在高压真空炉内控温冷却至工件整体温度250℃以下，热作模具钢工件在控温区内控温30～60分钟后出炉；

(4)将经步骤(3)的热作模具钢工件放置在保温箱内整体冷却至50～90℃后取出，并进行回火。

在本发明中，所述高压真空炉包括操作系统、液氮输入系统、压力系统、冷却系统和显示系统，其中操作系统分别与液氮输入系统，压力系统以及冷却系统电连接，显示系统与操作系统电连接。

在本发明中，所述热作模具钢的真空工艺参数的设定根据热作模具的材料牌号、形状、尺寸大小和技术要求以及模具保护方法进行。

在本发明中，设有冷却风机，所述步骤(2)和步骤(3)中，高压真空炉内温度的控制通过调节冷却风机的转速实现。

在本发明中，所述冷却风机转速的调节方式为通过采用计算机模拟技术，控制风机转速随高压真空炉内温度场的变化规律实现自动调节。

相比于现有技术，本发明的显著效果在于：本发明充分利用了热作模具钢在马氏体转变点前后不同的转变特征进行控温冷却：马氏体转变前，在满足临界冷却速度的前提下，控温冷却以减小模具的表面和心部的温度差和热应力，从而减小变形；进入马氏体转变后，采用适当的冷却速度，以获得优秀的机械性能。也即，在确保模具获得满足使用的机械性能的前提下，使模具的淬火变形控制在最小范围内，从而既避免模具的变形超差报废，又保证模具很好地满足生产使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明热作模具钢淬火冷却方法的流程示意图；

图2是本发明高压真空炉的结构示意框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例中所选用的压铸模具钢尺寸规格为250mm×560mm×760mm；所选用的压铸模具钢材料为DHA1-A。