專利名稱：熱作模具鋼4Cr5MoSiV1的強韌化熱處理方法

　　技術領域：

　　本發明涉及一種熱作模具鋼，尤其是涉及一種熱作模具鋼4Cr5MoSiVl的強韌化熱處理方法。

　　背景技術：

　　熱作模具鋼4Cr5MoSiVl具有優良的淬透性、淬硬性和良好的室溫和高溫性能，被廣泛應用于熱疲勞抗拉強度高、韌性好、溫度< 700°C條件下工作的模具。目前，傳統的熱作模具鋼4Cr5MoSiVl熱處理工藝為隨爐升溫到850_870°C退火，保溫一段時間后爐冷至500°C，空冷；再次加熱到550-600°C保溫一段時間，繼續加熱到800-850°C保溫一段時間，繼續加熱到1030-1050°C保溫一段時間，油冷或空冷，600°C回火 處理，然后580°C回火處理，如果存在特殊需要還要進行第三次回火處理，經上述熱處理工藝處理的4Cr5MoSiVl，其性能基本滿足常用模具的使用要求，但是針對大型、精密、復雜、需長期在高溫條件下服役的熱作模具鋼來說，上述熱處理工藝已經不能滿足其使用要求，其碳化物及帯狀組織偏析嚴重，降低了熱作模具鋼4Cr5MoSiVl的強韌性。

　　發明內容

　　本發明所要解決的技術問題是提供一種可減少熱作模具鋼4Cr5MoSiVl的碳化物及帶狀組織偏析，提高其強韌化的熱作模具鋼4Cr5MoSiVl的強韌化熱處理方法

　　本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為一種熱作模具鋼4Cr5MoSiVl的強韌化熱處理方法，具體步驟如下

　　(1)將4Cr5MoSiVl鋼料放入電阻爐中，升溫到850_870°C，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度 60-90s ；

　　(2)將電阻爐繼續升溫到1090-1110°C，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度70-90S，油冷或空冷到室溫；

　　(3)然后將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入電阻爐中，升溫到700_720°C，保溫90min，空冷到

　　室溫；

　　(4)將4Cr5MoSiVl鋼料放入鹽浴爐中，升溫到940_960°C，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度 60-90s ；

　　(5)將4Cr5MoSiVl鋼料取出迅速放入溫度為730_750°C的鹽浴爐中，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度60-90s，然后將4Cr5MoSiVl鋼料取出迅速放入溫度為940_960°C的鹽浴爐中，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度60-90S ；

　　(6)重復進行步驟(5)3-5次后，空冷到室溫；

　　(7)將4Cr5MoSiVl鋼料放入回火爐中升溫到600°C，保溫90min，空冷至室溫；

　　(8)將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入回火爐中升溫到580°C，保溫90min，空冷至室溫，即可得到強韌化熱作模具鋼4Cr5MoSiVl。所述鹽浴爐加熱介質為100%NaCl。在防止材料氧化的同時保證受熱均勻化。

　　與現有技術相比，本發明的優點在于

　　(1)在傳統的退火エ藝后進行1090-1110°C高溫處理，隨后進行700-720°C保溫處理，使得鋼材中碳化物溶解的合金元素均勻化，且碳化物在基體上彌散析出，減少大尺寸碳化物的出現，帯狀組織得到減輕； (2)在相變點附近采取鹽浴爐循環反復進行保溫處理，使得前次處理過程中晶粒在未形核的部位形核，已形核的晶粒得到進ー步細化，微觀組織均勻；

　　(3)在強度相當的情況下，塑性有較大提高，各種性能指標(V、8、CipK1。等)均有不同程度的提高。

　　圖I為4Cr5MoSiVl鋼的傳統熱處理工藝示意 圖2為本發明的4Cr5MoSiVl鋼的強韌化工藝示意 圖3為經傳統熱處理工藝處理的4Cr5MoSiVl鋼的微觀圖像；

　　圖4為經本發明強韌化熱處理的4Cr5MoSiVl鋼的微觀圖像。

　　具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發明作進ー步詳細描述。實施例一

　　(1)將4Cr5MoSiVl鋼料放入電阻爐中，升溫到850°C，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度

　　60s ；

　　(2)繼續升溫到1090°C，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度70s，空冷到室溫；

　　(3)將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入電阻爐中，升溫到700°C，保溫90min，空冷到室溫；

　　(4)將4Cr5MoSiVl鋼料放入鹽浴爐中，升溫到940°C，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度

　　60s ；

　　(5)取出迅速放入溫度為730°C的鹽浴爐中，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度60s，然后取出迅速放入溫度為940°C的鹽浴爐中，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度60s ；

　　(6)重復進行步驟(5)5次后，空冷到室溫；

　　(7)將4Cr5MoSiVl鋼料放入回火爐中升溫到600°C，保溫90min，空冷至室溫；

　　(8)將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入回火爐中升溫到580°C，保溫90min，空冷至室溫。實施例ニ

　　(1)將4Cr5MoSiVl鋼料放入電阻爐中，升溫到860°C，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度

　　75s ；

　　(2)繼續升溫到1100°C，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度80s，空冷到室溫；

　　(3)將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入電阻爐中，升溫到710°C，保溫90min，空冷到室溫；

　　(4)將4Cr5MoSiVl鋼料放入鹽浴爐中，升溫到950°C，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度

　　75s ；

　　(5)取出迅速放入溫度為740°C的鹽浴爐中，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度75s，然后取出迅速放入溫度為950°C的鹽浴爐中，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度75s ；

　　(6)重復進行步驟(5)4次后，空冷到室溫；(7)將4Cr5MoSiVl鋼料放入回火爐中升溫到600°C，保溫90min，空冷至室溫；

　　(8)將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入回火爐中升溫到580°C，保溫90min，空冷至室溫。實施例三

　　(1)將4Cr5MoSiVl鋼料放入電阻爐中，升溫到850_870°C，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度90s ；

　　(2)繼續升溫到1110°C，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度90s，油冷到室溫；

　　(3)將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入電阻爐中，升溫到720°C，保溫90min，空冷到室溫；

　　(4)將4Cr5MoSiVl鋼料放入鹽浴爐中，升溫到960°C，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度

　　90s ；

　　(5)取出迅速放入溫度為750°C的鹽浴爐中，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度90s，然后取出迅速放入溫度為960°C的鹽浴爐中，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度90s ；

　　(6)重復進行步驟(5)3次，空冷到室溫；

　　(7)將4Cr5MoSiVl鋼料放入回火爐中升溫到600°C，保溫90min，空冷至室溫；

　　(8)將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入回火爐中升溫到580°C，保溫90min，空冷至室溫。對比試驗

　　表I為熱作模具鋼4Cr5MoSiVl分別經背景技術中提及的傳統熱處理工藝、實施例I、實施例2和實施例3 (具體處理過程也可參見圖I、圖2所示)處理后的力學性能數據。表I 傳統熱處理工藝與強韌化工藝處理后的力學性能

　　權利要求

　　1.一種熱作模具鋼4Cr5MoSiVl的強韌化熱處理方法，其特征在于具體步驟如下 (1)將4Cr5MoSiVl鋼料放入電阻爐中，升溫到850_870°C，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度 60-90s ； (2)將電阻爐繼續升溫到1090-1110°C，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度70-90S，油冷或空冷到室溫； (3)然后將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入電阻爐中，升溫到700_720°C，保溫90min，空冷到室溫； (4)將4Cr5MoSiVl鋼料放入鹽浴爐中，升溫到940_960°C，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度 60-90s ； (5)將4Cr5MoSiVl鋼料取出迅速放入溫度為730_750°C的鹽浴爐中，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度60-90s，然后將4Cr5MoSiVl鋼料取出迅速放入溫度為940_960°C的鹽浴爐中，控制保溫時間為每毫米鋼材厚度60-90S ； (6)重復進行步驟(5)3-5次后，空冷到室溫； (7)將4Cr5MoSiVl鋼料放入回火爐中升溫到600°C，保溫90min，空冷至室溫； (8)將4Cr5MoSiVl鋼料再次放入回火爐中升溫到580°C，保溫90min，空冷至室溫，即可得到強韌化熱作模具鋼4Cr5MoSiVl。

　　2.根據權利要求I所述的一種熱作模具鋼4Cr5MoSiVl的強韌化熱處理方法，其特征在于所述鹽浴爐加熱介質為100%NaCl。

　　全文摘要

　　本發明公開了一種熱作模具鋼4Cr5MoSiV1的強韌化熱處理方法，特點是具體步驟如下1)將鋼料放入電阻爐中，850-870℃，60-90s/每毫米鋼材；2)1090-1110℃，70-90s/每毫米鋼材，油冷或空冷到室溫；3)然后將鋼料再次放入電阻爐中，700-720℃，90min，空冷到室溫；4)將鋼料放入鹽浴爐中，升溫到940-960℃，60-90s/每毫米鋼材；5)將鋼料取出迅速放入溫度為730-750℃的鹽浴爐中，60-90s/每毫米鋼材，然后將鋼料取出迅速放入940-960℃的鹽浴爐中，60-90s/每毫米鋼材；6)重復進行步驟5)3-5次后，空冷到室溫；7)將鋼料放入回火爐中，600℃保溫90min，空冷至室溫；8)將鋼料再次放入回火爐中，580℃，90min，空冷至室溫即得到成品，優點是晶粒明顯細化，微觀組織均勻，大尺寸碳化物減少，帶狀組織減輕。

　　文檔編號C21D1/25GK102864287SQ20121037109

　　公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日

　　發明者王芳, 袁書強, 田雨江, 劉峰濤, 易更, 高永亮, 陳炯, 周春華 申請人:中國兵器科學研究院寧波分院