本發明涉及熱處理技術領域，具體說是一種薄壁大直徑模具整體真空淬火工藝。

背景技術：

直徑≥300mm，壁厚20mm～30mm的薄壁大直徑模具，由于其直徑大、壁厚薄，采用整體真空淬火工藝對其進行熱處理時，存在產品變形大，廢品率高，很難準確控制淬火后的模具外圓直徑以及外圓表面花紋尺寸和形狀的缺陷，必須加大后續加工余量，淬火后還需要對花紋尺寸和形狀進行修整，導致材料浪費，加工成本居高不下。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術的缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種能有效減少模具變形，提高成品率，準確控制淬火后的模具外圓直徑以及外圓表面花紋尺寸和形狀的薄壁大直徑模具整體真空淬火工藝。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種薄壁大直徑模具整體真空淬火工藝，包括如下步驟：

步驟1、將模具豎直放置于一托盤上，所述托盤上均勻開設有多個第一通孔；

步驟2、將罩體罩設在模具上，使模具容置于罩體和托盤圍成的空腔內，所述罩體呈筒狀，所述罩體由側面和頂面組成，罩體與模具之間留有25～30mm的間隙，所述罩體的頂面中央開設有第二通孔，所述第二通孔的直徑為模具的孔徑±10mm，所述罩體的側面和頂面上均勻開設有多個通氣孔，所述通氣孔的孔徑為5～6mm；

步驟3、將模具連同托盤和罩體一起進行真空淬火。

本發明的有益效果在于：區別于現有技術，本發明用罩體將模具罩設在托盤上后再整體進行真空淬火，使模具各部位的冷卻速度更加均勻，從而減少工件變形量；罩體側面和頂面均勻分布的5～6mm的通氣孔，既能確保模具能比較快速達到淬火溫度，節省電耗，又能使吹氣到模具表面的氣流更均勻，從而達到減少工件變形的效果。通過采用本發明的薄壁大直徑模具整體真空淬火工藝，能有效減少模具變形，提高成品率，準確控制淬火后的模具外圓直徑以及外圓表面花紋尺寸和形狀，節省材料，減少后續加工余量，淬火后無需修整花紋尺寸和形狀，降低加工成本。

附圖說明

圖1所示為本發明的薄壁大直徑模具整體真空淬火工藝的模具與托盤、罩體的裝配示意圖。

圖2所示為圖1的俯視圖。

標號說明：

1-托盤；2-罩體；3-模具；10-第一通孔；20-側面；21-頂面；

200-第二通孔；210-通氣孔。

具體實施方式

為詳細說明本發明的技術內容、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖予以說明。

本發明最關鍵的構思在于：用罩體將模具罩設在托盤上后再整體進行真空淬火，并且對真空淬火的工藝進行優化。

請參照圖1以及圖2，本發明提供的薄壁大直徑模具整體真空淬火工藝，包括如下步驟：

步驟1、將模具3豎直放置于一托盤1上，所述托盤1上均勻開設有多個第一通孔10；

步驟2、將罩體2罩設在模具3上，使模具3容置于罩體2和托盤1圍成的空腔內，所述罩體2呈筒狀，所述罩體2由側面20和頂面21組成，罩體2與模具3之間留有25～30mm的間隙，所述罩體2的頂面21中央開設有第二通孔200，所述第二通孔200的直徑為模具3的孔徑±10mm，所述罩體2的側面20和頂面21上均勻開設有多個通氣孔210，所述通氣孔210的孔徑為5～6mm；

步驟3、將模具3連同托盤1和罩體2一起進行真空淬火。

增設罩體后，相當于整個模具的體積變大，重量增加，所以在650～680℃升溫及保溫時間各延長10min、850～880℃升溫及保溫時間各延長10min、1050～1080℃升溫及保溫時間延長6min，1150～1180℃升溫及保溫時間延長4min；同時相當于壁厚增加，冷卻速度降低，所以將氮氣(冷卻介質)壓力，提高到0.5～0.6MPa，風機轉速由原來的2700r/min提高到2900～3000轉/分鐘，保證有足夠的冷卻速度，從而保證淬火后的工件的綜合機械性能。

具體的，所述步驟3的真空淬火在真空氣淬爐內進行，真空淬火的工藝為：

(1)將模具從常溫升溫到650～680℃，升溫時間50～55min，保溫30～35min；

(2)將模具從650～680℃升溫到850～880℃，升溫時間35～40min，保溫20～25min；

(3)將模具從850～880℃升溫到1050～1080℃，升溫時間35～40min，保溫20～25min；

(4)將模具從1050～1080℃升溫到1150～1180℃，升溫時間30～35min，保溫20～25min；

(5)保溫結束，往真空氣淬爐爐膛內充氮氣，氮氣壓力為0.5～0.6MPa，同時打開風機，風機轉速為2900～3000轉/分鐘，將模具快速冷卻至100℃；再將風機轉速降低到2400～2500轉/分鐘，將工件冷卻至70℃，然后出爐。

從上述描述可知，本發明的有益效果在于：區別于現有技術，本發明用罩體將模具罩設在托盤上后再整體進行真空淬火，使模具各部位的冷卻速度更加均勻，從而減少工件變形量；罩體側面和頂面均勻分布的5～6mm的通氣孔，既能確保模具能比較快速達到淬火溫度，節省電耗，又能使吹氣到模具表面的氣流更均勻，從而達到減少工件變形的效果。通過采用本發明的薄壁大直徑模具真空淬火工藝，能有效減少模具變形，提高成品率，準確控制淬火后的模具外圓直徑以及外圓表面花紋尺寸和形狀，節省材料，減少后續加工余量，淬火后無需修整花紋尺寸和形狀，降低加工成本。

進一步的，所述罩體2的材質為Q235-A，所述罩體2的壁厚為4～5mm。

從上述描述可知，本發明的有益效果在于：罩體選用Q235-A(A3)材料，熔點高，價格低，壁厚選擇為4～5mm，這樣既能達到高溫氣淬不會變形，同時可以減輕重量，減少裝爐重量，節省電耗。

進一步的，所述通氣孔210的孔距為15～20mm。

從上述描述可知，本發明的有益效果在于：通過將通氣孔的孔距設置為15～20mm，可以在保證罩體整體結構強度的情況下盡可能多的分布通氣孔，避免罩體變形，同時盡可能多的通氣孔可以使工件更快速地達到淬火溫度，節省電耗，吹氣到工件表面的氣流更均勻，從而達到減少工件變形的效果。

采用本發明的薄壁大直徑模具整體真空淬火工藝對薄壁大直徑模具(直徑≥300mm，壁厚20mm～30mm)進行真空淬火，所得到的產品的性能如下：

1、采用三座標測量機或其他檢測器具檢測產品的變形量和加工余量

整體真空淬火后，產品的變形量大幅減少，模具外圓直徑的加工余量大幅減少。比如：高速鋼模具的變形量由原來的2-2.5mm減少到1-1.5mm，粉末冶金模具變形量由原來的1.5-2mm減少到0.4-0.8mm，且無需修整外圓表面花紋尺寸和形狀。

2、采用洛氏硬度計檢測產品的硬度

整體真空淬火后，產品的綜合機械性能保持不變，各部位硬度更均勻，由原來相差HRC2減少到HRC1以內。

綜上所述，本發明提供的薄壁大直徑模具整體真空淬火工藝，能有效減少模具變形，提高成品率，準確控制淬火后的模具外圓直徑以及外圓表面花紋尺寸和形狀，節省材料，減少后續加工余量，淬火后無需修整花紋尺寸和形狀，降低加工成本。

以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。