一种提高冷作模具使用寿命的热处理方法与流程

本发明属于金属热处理技术领域，涉及一种提高冷作模具使用寿命的热处理方法。

背景技术：

在汽车后桥的制造中，需要大量的冷作模具，该类模具一般选用Cr12MoV材料。Cr12MoV属于莱式钢，这类钢虽然具有较好的耐压屈服强度、耐磨性和良好的淬透性，但由于钢中存在大量的共晶碳化物，特别是大截面钢材淬火后的未溶碳化物不均匀性严重，大大降低了材料的韧性，容易在使用过程中造成崩刃、折断、开裂等早期失效，影响了模具的使用寿命。传统使用球化退火作为Cr12MoV模具钢淬火前的预处理，并针对淬火后的模具进行反复镦粗、拔长来改善Cr12MoV模具钢淬火后的未溶碳化物的不均匀性。但经过该方法处理后的组织结构、形状、大小基本保持原锻件状态，实际效果并不理想。

因此，冷作模具预处理技术还待进一步改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于通过一种热处理技术来改善钢中碳化物大小、分布、形状，以期提高模具的使用寿命,从而提供及一种提高冷作模具使用寿命的热处理方法。

本发明是这样实现的：

一种提高冷作模具使用寿命的热处理方法，首先采用高温固溶淬火及高温回火的调质进行预处理，最后在机加工成形后再经过最终淬火处理。

进一步，所述高温固溶淬火及高温回火的调质预处理具体工艺流程为：将模具加热至1130±10℃，保温1.5±0.15h，进行水冷，冷却至200℃，回火至750±10℃，保温3±0.3h，炉冷至50±2℃，再空冷至室温；

机加工成形后进行最终淬火，其热处理流程为：加热至1020±10℃，进行油冷，当冷却至150±5℃时，回火至温度为200±10℃，保温3±0.3h，空冷至室温，再回火至温度为200±10℃，保温3±0.3h，回火次数为2-3次。

Cr12型冷作模具钢淬火前预处理传统的做法为锻后球化退火，本发明是以调质替代球化退火作为淬火前的预处理。

本发明的优点在于预热处理后，模具可形成许多晶体缺陷和亚结构，碳化物平均直径为0.9μm、圆整且离散分布，且组织为索式体组织。机加工成形后最终淬火得到的组织为马氏体+残留奥氏体。其中预处理得到的索式体组织比容与机加工成形后最终淬火得到的马氏体+奥氏体组织比容非常接近，减少了由于淬火前后组织比容差异而产生组织变形，从而提高模具淬火后的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例1调质预处理温度—时间曲线图；

图2是本发明实施例1最终淬火温度—时间曲线图；

图3是本发明实施例1高温固溶淬火及高温回火后的金相组织图；

图4是本发明实施例1机加工成形后最终淬火后的金相组织图。

具体实施方式

本发明通过下面的实施例可以对本发明作进—步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例。

实施例1：

一种提高模具使用寿命的热处理技术已应用于切边模。切边模采用高温固溶淬火+高温回火的调质的预处理以及机加工成形后最终淬火处理。预处理使碳化物直径小于1μm、形状呈圆整、离散分布，并使其最后的组织比容与最终淬火后的组织比容接近，减少因淬火前后组织比容差异而产生组织变形，从而提高切边模的使用寿命，该模具的使用寿命从12000h提升至48000h。

高温固溶淬火+高温回火的调质预处理具体工艺流程为将切边模加热至1130±10℃，保温1.5h—淬入沸水—回火至750±10℃，保温3h—炉冷至50℃再空冷至室温。其温度—时间曲线如图1所示。

高温固溶淬火及高温回火后得到的索式体组织如图3所示。其中索式体组织中的碳化物直径为0.9μm、形状呈圆整、离散分布。

切边模机加工成形后，最终淬火工艺流程为：将其加热至1020±10℃—淬入油温度降至150℃—回火2-3次，温度为200℃，保温3h。其温度—时间曲线如图2所示。

机加工成形后最终淬火后的金相组织图如图4，其中的金相组织图为马氏体+残余奥氏体。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。