[发明专利]一种用于增强模具钢表面硬度的盐浴渗剂及其应用方法

摘要

本发明公开了一种用于增强模具钢表面硬度的盐浴渗剂及其应用方法，按重量份数计，所述盐浴渗剂包括以下组分：Na2B4O7 70～80份；V2O5 10～15份；NaF 5～10份；还原剂4～5份；稀土合金3‑5份；所述还原剂为Al粉和/或B4C；所述稀土合金由Re和其它元素组成，所述其它元素由Mg、Si、Ca、Mn、Ti、Fe中的至少3种组成。本发明可以显著提高模具钢冲头表面硬度，提升覆层与基体结合性能，也提高了耐磨性，同时将模具钢冲头的使用寿命至少提高2‑3倍。

主权项

1.一种用于增强模具钢表面硬度的盐浴渗剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：

所述还原剂为Al粉和/或B₄C；

所述稀土合金由Re和其它元素组成，所述其它元素由Mg、Si、Ca、Mn、Ti、Fe中的至少3种组成。

2.根据权利要求1所述的用于增强模具钢表面硬度的盐浴渗剂，其特征在于，所述稀土合金由Re、Mg、Si、Ca、Mn、Ti、Fe组成。

3.根据权利要求1所述的用于增强模具钢表面硬度的盐浴渗剂，其特征在于，按质量分数计，所述稀土合金中各成分含量为：0.5％～20.0％Re，5.0％～11.0％Mg，Si≤44％，Ca≤3.5％，Mn≤4％，Ti≤2％，余量为Fe。

4.根据权利要求1所述的用于增强模具钢表面硬度的盐浴渗剂，其特征在于，所述模具钢的型号包括CR12MO1V1钢、SKD11钢。

5.根据权利要求4所述的用于增强模具钢表面硬度的盐浴渗剂，其特征在于，按重量百分比计，所述CR12MO1V1钢的化学成分为：1.50％C，0.25％Si，0.45％Mn，12.00％Cr，1.00％Mo，0.35％V，P≤0.025％，S≤0.01％，余量为铁。

6.一种根据权利要求1‑5中任一项所述的用于增强模具钢表面硬度的盐浴渗剂的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配料：根据配比称取Na₂B₄O₇、V₂O₅、NaF、稀土合金，混合均匀后放入坩埚中，阶梯性升温加热形成熔盐，控制熔盐的温度为810～830℃，待熔盐完全熔融，再缓慢加入还原剂；

(2)工件预热处理：将工件清洗、烘干后放入540～560℃预热炉中预热1～2小时，然后取出放入步骤(1)的熔盐中保温0.5～1.5小时，然后进行阶梯性升温；

(3)TD渗钒处理：将熔盐温度升高到1010～1030℃，保温4～5小时对工件进行TD渗钒盐浴处理；

(4)最终热处理：渗钒后迅速取出工件，进行最终热处理。

7.根据权利要求6所述的用于增强模具钢表面硬度的盐浴渗剂的应用方法，其特征在于，步骤(4)中所述最终热处理包括以下步骤：在1130～1150℃油淬，然后在750～770℃回火，空气冷却，接着在950～970℃油淬，在210～230℃回火后空气冷却。

8.根据权利要求6所述的用于增强模具钢表面硬度的盐浴渗剂的应用方法，其特征在于，步骤(4)中所述最终热处理包括以下步骤：

(a)待工件降温至250～300℃后进行0.5～1.5小时的等温油淬，然后冷却；

(b)再将工件升温至410～430℃进行真空回火2～4次，然后空气冷却即可。

9.根据权利要求8所述的用于增强模具钢表面硬度的盐浴渗剂的应用方法，其特征在于，步骤(b)中所述真空回火每次持续1.5～2.5小时，真空度为1×10^‑4～1×10^‑3Pa。

10.根据权利要求6所述的用于增强模具钢表面硬度的盐浴渗剂的应用方法，其特征在于，步骤(4)中所述最终热处理包括以下步骤：待盐浴炉降温至750～770℃后，将工件放入保温0.5～1.5小时后升温至820～840℃保温1～2小时，然后取出工件放入100℃的水中淬火；再将工件放至180℃～200℃的回火炉中进行回火，保温1.5～2.5小时，然后冷却；最后将工件用沸水水煮1.5～2.5小时。