[发明专利]一种超大型塑料模具钢预硬方法

说明书

本发明公开一种超大型塑料模具钢预硬方法，采用水、空交替冷却工艺替代传统的水淬油冷工艺，配合特殊的回火工艺，能够降低模块开裂倾向，并且提高硬度均匀性。本发明采用以下具体工艺路线：正火→退火→保留头尾并修磨表面缺陷→加热淬火，水、空交替冷却→台阶式一次回火→探伤、头尾锯切，硬度检验→二次回火→最终探伤检验和硬度探伤；与现有技术比本发明的优点主要在于：(1)模块带头尾预硬，降低角部开裂风险；(2)采用多次水、空冷却，返温起到自回火作用，提高模块塑性，降低角部开裂风险；(3)控制冷却后的返温温度范围230℃～260℃，降低了心部横裂风险；(4)通过台阶式回火工艺，提高模块的硬度均匀性；降低热处理投入成本，提高环保水平。

技术领域

本发明属于塑料模具钢热处理技术领域，具体涉及一种超大型塑料模具钢718HH(厚度800mm～1200mm，宽度1200mm～2000mm，长度大于2500mm，下文简称718HH大模块)预硬方法。

背景技术

718HH大模块主要应用于汽车保险杠模具，使用硬度(HRC)32～38，随着汽车工业发展，用户对模具的抛光性要求越来越高，硬度均匀性做为影响抛光性的主要因素之一，逐渐引起用户的关注，希望大模块的整体硬度(HRC)差不大于4。其成分质量百分配比(％)为：碳：0.24～0.30，硅不大于0.20，锰：1.40～1.60，磷不大于0.025，硫不大于0.010，铬：1.25～1.45，镍：0.80～1.20，钼：0.45～0.60，钒：0.09～0.15，余为铁及其不可避免的杂质。

目前，国内生产718HH大模块的预硬工艺路线多以“正火—退火—头尾锯切—淬火(水淬、油冷)—两次一段式回火”为主，根据规格不同，一般水冷30min～50min，油冷360min～500min，钢材返温低于160℃装炉回火，回火温度为540℃～560℃。该工艺为了保证硬度均匀性，需要尽可能的增加冷却深度，保证模块淬透。淬火过程存在两种开裂风险：角部纵裂和心部横裂。为了防止淬裂，控制冷却强度，导致模块心部马氏体转变量少于其余位置，后经一段式温度回火，心表存在较大硬度差。

发明内容

本发明公开一种超大型塑料模具钢预硬方法，采用水、空交替冷却工艺替代传统的水淬油冷工艺，配合特殊的回火工艺，可以降低模块开裂倾向，并且提高硬度均匀性。

为实现上述目的，本发明采用以下具体工艺：

⑴工艺路线：正火→退火→保留头尾并修磨表面缺陷→加热淬火(水、空交替冷却)→台阶式一次回火→探伤、头尾锯切，硬度检验→二次回火→最终探伤检验和硬度检验；

⑵模块正火+退火后，冷却至室温，探伤确保模块内部无缺陷，并检查模块表面，若存在折叠、裂纹类缺陷需进行修磨，模块保留头尾；

⑶模块装炉加热淬火，允许装炉温度不高于350℃，以不大于40℃/h的升温速度升温至650℃±10℃，保温10h，再以不大于60℃/h升温至920℃±10℃，保温20h～35h；

⑷淬火加热保温结束后，出炉空冷至大表面心部700℃～750℃快速入水，视模块规格，采用水冷(110min～130min)→空冷(60min)→水冷(60min～70min)→空冷(20min)→水冷(15min～25min)→空冷(返温至最高温230℃～260℃，降至180℃～200℃装炉回火)的冷却工艺交替冷却，冷却过程中需保证水温不高于35℃；

⑸一次回火工艺采用台阶式回火，淬火冷却结束后装炉回火，先以250℃±10℃待料5h～10h，再以不大于60℃/h升温至610℃±10℃，保温10h～18h，随炉缓冷至500℃±10℃保温50h～80h，保温结束后随炉缓冷至室温；

⑹一次回火冷至室温后进行探伤确认，切除模块头尾，硬度检验，最后进行二次回火，以不大于30℃/h升温至480℃±10℃保温35h～60h后随炉缓冷至室温；

⑺最终探伤检验和硬度检验。