專利名稱：提高大型h13鋼熱擠壓模具使用性能的方法
技術領域：
本發明涉及鋁、鎂、鈦輕合金材料深加工技術和高性能金屬材料的生產技術和工藝領域，特別涉及一種用于50MN以上工業鋁型材熱擠壓機使用的提高大型H13鋼熱擠壓模具使用性能的方法。
背景技術：
H13熱作模具鋼是鋁型材熱擠壓成型過程中使用的熱擠壓模具的主要材料，目前，國內主要采取軸向鍛造工藝制作熱擠壓模具，模具中心部位的纖維流向為軸向，這種纖維流向結構的模具按照NADCA#207-2003標準檢驗其金相組織，在B3 B5級間，其內部組織不夠均勻、不夠致密、碳化物形狀還不夠規則，采用原有工藝生產的模具不能滿足大型熱擠壓機的生產要求。由于在大型工業鋁型材熱擠壓成型生產過程中模具使用壽命短，嚴重影響了熱擠壓機工作效 率及工業鋁型材企業的生產成本，同時制約了我國超大型工業鋁型材擠壓技術的發展。

發明內容
本發明的目的在于提供一種提高大型H13鋼熱擠壓模具使用性能的方法，滿足和提高工業鋁型材在熱擠壓成型過程中對模具的使用性能要求，通過制定新的鍛造及鍛后熱處理工藝，改善金相組織構造，提高橫向力學性能，從而提高模具使用壽命。為實現上述目的，本發明采用了如下技術方案:提高大型H13鋼熱擠壓模具使用性能的方法，包括其在鍛造過程中采用的橫向纖維流向鍛造、鍛后正火及球化退火，具體包括以下步驟:I)毛坯裝爐時，爐內溫度為400 450°C，裝爐后以55 60°C /h的速度升至850 900°C，保溫2h后，再以100 110°C /h的速度升至1180 1200°C，保溫3h ；2)將毛坯進行軸向鍛造，鐓粗、拔長操作不少于4次，鍛造比> 4 ;繼續對毛坯進行徑向鍛造，按鐓粗、滾圓、平整順序操作不少于4次，使模具毛坯的圓周方向為纖維流向，鍛造比彡4，鍛造過程中，毛坯溫度不低于1150°C ；3)進行鍛后正火及球化退火，鍛后毛坯裝爐溫度不高于450°C，以55 60°C /h的速度升至890 910°C，保溫4h后空冷至310 330°C，保溫2h，再以55 60°C /h的速度升至855 865°C，保溫6h后爐冷至500°C后空冷至室溫，爐冷降溫速度小于20°C /h。與現有技術相比，本發明的有益效果是:由于采用橫向纖維流向鍛造及鍛后正火及球化退火工藝使模具中心部位的纖維流向呈圓周方向分布，模具的組織比較均勻、致密，同時能夠消除網狀碳化物，改善晶相組織構造，按照NADCA#207-2003標準檢驗其金相組織，在Al A3級間，在相同條件下采用新工藝生產的模具是原有模具使用壽命的2-5倍，大型模具使用壽命提高5倍以上，滿足大型鋁型材熱擠壓機對模具的要求，從而提高了大型熱擠壓機工作效率及工業鋁型材企業的生產成本，并節約了社會資源。


圖1是本發明鍛造工藝流程示意圖(箭頭方向為纖維流向)；圖2是鍛后正火與球化退火工藝曲線圖；圖3是本發明實施例中鍛造工藝流程尺寸變化示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步說明:本發明提高大型H13鋼熱擠壓模具使用性能的方法，包括其在鍛造過程中采用的橫向纖維流向鍛造、鍛后正火及球化退火，具體包括以下步驟:I)毛坯裝爐時，爐內溫度為400 450°C，裝爐后以55 60°C /h的速度升至850 900°C，保溫2h后，再以100 110°C /h的速度升至1180 1200°C，保溫3h ；2)將毛坯進行軸向鍛造，鐓粗、拔長操作不少于4次，鍛造比彡4，繼續對毛坯進行徑向鍛造，按鐓粗、滾圓、平整順序操作不少于4次，使模具毛坯的圓周方向為纖維流向，鍛造比彡4，鍛造過程中，毛坯溫度不低于1150°C ;見圖1 ;3)進行鍛后正火及球化退火，鍛后毛坯裝爐溫度不高于450°C，以55 60°C /h的速度升至890 910°C，保溫4h后空冷至310 330°C，保溫2h，再以55 60°C /h的速度升至855 865°C，保溫6h后爐冷至500°C后空冷至室溫，爐冷降溫速度小于20°C /h，見圖2。以制作規格為(0960+20±5)X (160 + 20+° )的模具料還為例，其具體操作步驟如下:I)毛坯裝爐時，爐內溫度為425±25°C，裝爐后以60°C /h的速度升至850°C，保溫2h后，再以100°C /h的速度升至1190±10°〇，保溫311 ；2)見圖3，將毛坯進行軸向鍛造，做鐓粗、拔長操作不少于4次，鍛造比彡4，繼續對毛坯進行徑向鍛造，按鐓粗、滾圓、平整順序操作不少于4次，使模具毛坯的圓周方向為纖維流向，鍛造比>4，工藝過程中按圖示尺寸進行控制，鍛造過程中，毛坯溫度不低于1150°C，每個工序分別由2火次完成；3)模具料坯鍛造完成后進行鍛后熱處理，裝爐溫度不高于450°C，以60°C /h的速度升至900±10°C，保溫4h后空冷至320±10°C，保溫2h，再以60°C /h的速度升至860±5°C，保溫6h后爐冷至500°C后空冷至室溫，爐冷降溫速度小于20°C /h。
權利要求
1.提高大型H13鋼熱擠壓模具使用性能的方法，其特征在于，包括其在鍛造過程中采用的橫向纖維流向鍛造、鍛后正火及球化退火，具體包括以下步驟: 1)毛坯裝爐時，爐內溫度為400 450°C，裝爐后以55 60°C/h的速度升至850 900°C，保溫2h后，再以100 110°C /h的速度升至1180 1200°C，保溫3h; 2)將毛坯進行軸向鍛造，鐓粗、拔長操作不少于4次，鍛造比>4 ;繼續對毛坯進行徑向鍛造，按鐓粗、滾圓、平整順序操作不少于4次，使模具毛坯的圓周方向為纖維流向，鍛造比≥4，鍛造過程中，毛坯溫度不低于1150°C ； 3)進行鍛后正火及球化退火，鍛后毛坯裝爐溫度不高于450°C，以55 60°C/h的速度升至890 910°C，保溫4h后空冷至310 330°C，保溫2h，再以55 60°C /h的速度升至855 865°C，保溫6h后爐 冷至500°C后空冷至室溫，爐冷降溫速度小于20°C /h。
全文摘要
本發明涉及鋁合金熱擠壓模具領域，尤其涉及一種提高大型H13鋼熱擠壓模具使用性能的方法，其特征在于，包括其在鍛造過程中采用的橫向纖維流向鍛造、鍛后正火及球化退火，具體包括以下步驟1)毛坯裝爐升至1180～1200℃；2)將毛坯進行軸向鍛造，繼續對毛坯進行徑向鍛造，使模具毛坯的圓周方向為纖維流向，鍛造比≥4；3)進行鍛后正火及球化退火。與現有技術相比，本發明的有益效果是橫向纖維流向鍛造工藝使模具中心部位的纖維流向呈圓周方向分布，模具的組織比較均勻、致密，鍛后的正火及球化退火的熱處理工藝，能夠消除網狀碳化物，改善晶相組織構造，從而提高模具使用壽命兩倍以上。
文檔編號C21D8/00GK103173597SQ20131006421
公開日2013年6月26日 申請日期2013年2月28日 優先權日2013年2月28日
發明者董紹國, 陳鑒 申請人:遼寧金鋼重型鍛造有限公司