[发明专利]一种复合处理5CrMnMo热作模具钢的方法

说明书

本发明公开了一种复合处理5CrMnMo热作模具钢的方法，包括以下步骤：(1)前处理：用醇醚类溶剂对铣削后的工件进行清洗，然后将清洗后的工件的外表面喷洒促进剂，得到前处理后的工件；(2)升温处理：将前处理后的工件放入烘箱中，使前处理后的工件的温度达到65～78℃，得到升温后的工件；(3)电子束处理。本发明所采用的工艺不仅能提高5CrMnMo热作模具钢的硬度，同时还降低5CrMnMo热作模具钢的表面粗糙度，减少火山口凹坑现象的发生，具有广大的市场推广价值。

【技术领域】

本发明属于热作模具钢高能束表面改性技术领域，特别涉及一种复合处理5CrMnMo热作模具钢的方法。

【背景技术】

5CrMnMo热作模具钢主要用于制造各种中小型热锻模具，在热作模具加工坯料的过程中受到冷热疲劳影响，容易在材料内部导致裂纹的萌生和扩展，而精锻模具要求较高的表面粗糙度，一旦裂纹扩展到表面导致破坏，模具将不能继续服役造成损失。因此热作模具要求较高的表面硬度、很低的表面粗糙度以及一定的韧性。传统的淬火热处理工艺处理5CrMnMo热作模具钢时，为防止“置裂”，通常油淬至200℃后迅速进行回火处理。这样会使模具心部产生上贝氏体，而上贝氏体的存在导致热作模具的强度和韧性降低，导致模具寿命降低。

电子束表面改性技术是新兴的材料表面改性技术，由于电子束的能量密度大、能量利用率高、容易实现自动化生产因此有广阔的应用前景。但是电子束在表面改性材料表面的时候，由于电子束的集中释放高能量容易出现火山口凹坑现象的出现，因此，研究一种能够减少火山口凹坑现象的电子束表面改性热作模具钢的方法，具有广大的市场推广价值。

【发明内容】

针对上述现有技术的难点，本发明提供一种复合处理5CrMnMo热作模具钢的方法，本发明对5CrMnMo热作模具钢工件进行前处理，使5CrMnMo热作模具钢工件的外表面覆盖有促进剂；再经过升温处理，使5CrMnMo热作模具钢工件的温度升高，促进剂粘附在工件表面；最后再通过电子束处理制作成成品。本发明所采用的工艺不仅能提高5CrMnMo热作模具钢的硬度，同时还降低5CrMnMo热作模具钢的表面粗糙度，减少火山口凹坑现象的发生，具有广大的市场推广价值。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种复合处理5CrMnMo热作模具钢的方法，包括以下步骤：

(1)前处理：用醇醚类溶剂对铣削后的工件进行清洗，去除杂质和油污，然后将清洗后的工件的外表面喷洒促进剂，得到前处理后的工件；

(2)升温处理：将前处理后的工件放入烘箱中，使前处理后的工件的温度达到65～78℃，得到升温后的工件；

(3)电子束处理：将升温后的工件置于电子束焊机加工室内，使用分子泵对加工室、离子泵对电子枪室进行抽真空，使得加工室和电子枪室真空度均达到10^-3pa，然后设定电子束焊机数控控制台的参数，在电子束束流加速电压为60～70kV、电子束聚焦束流为180mA、电子束加工束流7～8mA、电子枪移动速度50～65mm/min、电子束束斑直径为1mm和电子束扫描直径为10mm的条件下使用电子束对升温后的工件进行表面处理，得到成品。

在本发明中，作为进一步说明，步骤(1)所述的促进剂由下述方法制备：按重量份数计，将100份经过脱硫后的镍钼尾矿粉、0.5份催化剂、250～320份强酸溶液放入反应器中，在温度为45～55℃、搅拌速度为30～50r/min的速度搅拌30～50min，静置6～12h后，过滤，将沉淀物洗涤干净后，放入质量分数为5～10％的氨水中浸出10～15h，将浸出渣洗涤干净后，得到钼酸铵促进剂。

在本发明中，作为进一步说明，所述的催化剂为磷钨杂多酸催化剂。

在本发明中，作为进一步说明，步骤(1)之前还包括铣削处理：采用数控铣床将5CrMnMo热作模具钢工件切割成40mm×40mm×40mm的试块，铣削过程中保持每个工件的进刀量和铣削速度相同，得到铣削后的工件。