本發(fā)明屬于冶金和機(jī)械制造行業(yè)，用于金屬制品的熱處理，具體涉及一種熱作模具鋼的熱處理方法。

背景技術(shù)：

1、在對(duì)鋼材料工件進(jìn)行流化床淬火時(shí)，一般都是工件被固定在自振的部件上，然后進(jìn)行冷卻，這種方式對(duì)于一些長(zhǎng)度長(zhǎng)一些的工件是可行的，但是針對(duì)批量的復(fù)雜幾何形狀的小型零件淬火時(shí)，這種方法是無(wú)法使用的，對(duì)其硬化效果比較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種熱作模具鋼的熱處理方法，具體技術(shù)方案如下：

2、步驟一：將鋼材預(yù)熱，加熱到高于ac3+30℃的淬火溫度；

3、步驟二：在散狀物料中冷卻，置于靜止的空氣中，冷卻介質(zhì)為石墨、石英砂、金剛砂或者硅鐵，溫度為-70℃～470℃，振動(dòng)流化狀態(tài)或者靜止?fàn)顟B(tài)，這個(gè)大范圍的溫度考慮了鋼材料的臨界溫度點(diǎn)和奧氏體的穩(wěn)定性；

4、步驟三：當(dāng)熱模具鋼冷卻到冷卻介質(zhì)溫度；

5、步驟四：將步驟三中的工件進(jìn)行后續(xù)回火處理，得到符合要求的鋼材料。

6、作為進(jìn)一步的改進(jìn)：所述散狀物料的顆粒尺寸為5-1000微米。

7、作為進(jìn)一步的改進(jìn)：對(duì)于奧氏體穩(wěn)定性低的熱作模具鋼，步驟二中的冷卻過(guò)程，采用溫度為0～30℃的散裝物料冷卻介質(zhì)，在振動(dòng)流化狀態(tài)下對(duì)工件進(jìn)行冷卻，冷卻至奧氏體開(kāi)始分解為貝氏體的溫度時(shí)，停止對(duì)冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻，繼續(xù)對(duì)工件冷卻。

8、作為進(jìn)一步的改進(jìn)：對(duì)于奧氏體穩(wěn)定性高的熱作模具鋼，在奧氏體化溫度在μн+10℃～μн+15℃，步驟二中的冷卻過(guò)程，采用溫度為0～30℃的散裝物料冷卻介質(zhì)，在振動(dòng)流化狀態(tài)下對(duì)工件進(jìn)行冷卻，工件溫度達(dá)到μн+10℃～μн+15℃，停止振動(dòng)流化和對(duì)冷卻介質(zhì)的冷卻，繼續(xù)對(duì)工件冷卻。

9、作為進(jìn)一步的改進(jìn)：對(duì)于奧氏體穩(wěn)定性低的熱作模具鋼，步驟二中的冷卻過(guò)程，采用-10～30℃的散裝物料冷卻介質(zhì)，在振動(dòng)流化狀態(tài)下對(duì)工件進(jìn)行冷卻，工件溫度達(dá)到μн+10℃～μн+15℃，停止多冷卻介質(zhì)的冷卻，繼續(xù)對(duì)工件冷卻。

10、作為進(jìn)一步的改進(jìn)：對(duì)于高碳合金熱作模具鋼，步驟二中的冷卻過(guò)程，采用-70℃～0℃的散狀物料冷卻介質(zhì)在振動(dòng)流化狀態(tài)下冷卻，冷卻至0～-30℃時(shí)，停止振動(dòng)流化，繼續(xù)冷卻。

11、作為進(jìn)一步的改進(jìn)：在步驟二中，當(dāng)工件溫度到μн-15℃～μн+15℃時(shí)，停止散狀物料的振動(dòng)流化，在靜止的散狀物料中進(jìn)行等溫時(shí)效冷卻。

12、在鋼材熱處理過(guò)程中，使用石墨、石英砂、金剛砂、硅鐵等粒狀物料或它們的混合物作為冷卻介質(zhì)，而冷卻介質(zhì)的粒徑為5-1000微米，溫度從-70～470℃，處于振動(dòng)流化狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，允許在較大的速度范圍內(nèi)選擇冷卻制度，工件的冷卻要考慮所用鋼種的臨界點(diǎn)溫度和奧氏體穩(wěn)定性，以期達(dá)到要求的組織形貌和機(jī)械性能水平，并具有最低的殘余應(yīng)力水平。

13、為了研發(fā)設(shè)計(jì)振動(dòng)冷卻裝置，選用的實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：振動(dòng)頻率為20-70hz(垂直于床體的縱軸)，散狀物料的粒度為5～1000μm，否則會(huì)導(dǎo)致零件冷卻不均勻，粒徑小于5微米顆粒易形成團(tuán)塊，顆粒粒徑大于1000微米會(huì)惡化傳熱條件，因?yàn)榇藭r(shí)散狀物料的孔隙率較大。

14、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的一種熱作模具鋼的熱處理方法，針對(duì)各種類(lèi)型的鋼材工件均可以加工，并且針對(duì)復(fù)雜幾何形狀的工件，也都有硬化熱處理方法，通過(guò)控制在散狀冷卻介質(zhì)振動(dòng)流化冷卻，確保獲得規(guī)定的組織形貌并提高金屬性能。

技術(shù)特征：

1.一種熱作模具鋼的熱處理方法，其具體步驟在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱作模具鋼的熱處理方法，其特征在于：所述散狀物料的顆粒尺寸為5-1000微米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱作模具鋼的熱處理方法，其特征在于：對(duì)于奧氏體穩(wěn)定性低的熱作模具鋼，步驟二中的冷卻過(guò)程，采用溫度為0～30℃的散裝物料冷卻介質(zhì)，在振動(dòng)流化狀態(tài)下對(duì)工件進(jìn)行冷卻，冷卻至奧氏體開(kāi)始分解為貝氏體的溫度時(shí)，停止對(duì)冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻，繼續(xù)對(duì)工件冷卻。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱作模具鋼的熱處理方法，其特征在于：對(duì)于奧氏體穩(wěn)定性高的熱作模具鋼，在奧氏體化溫度在μн+10℃～μн+15℃，步驟二中的冷卻過(guò)程，采用溫度為0～30℃的散裝物料冷卻介質(zhì)，在振動(dòng)流化狀態(tài)下對(duì)工件進(jìn)行冷卻，工件溫度達(dá)到μн+10℃～μн+15℃，停止振動(dòng)流化和對(duì)冷卻介質(zhì)的冷卻，繼續(xù)對(duì)工件冷卻。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱作模具鋼的熱處理方法，其特征在于：對(duì)于奧氏體穩(wěn)定性低的熱作模具鋼，步驟二中的冷卻過(guò)程，采用-10～30℃的散裝物料冷卻介質(zhì)，在振動(dòng)流化狀態(tài)下對(duì)工件進(jìn)行冷卻，工件溫度達(dá)到μн+10℃～μн+15℃，停止多冷卻介質(zhì)的冷卻，繼續(xù)對(duì)工件冷卻。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱作模具鋼的熱處理方法，其特征在于：對(duì)于高碳合金熱作模具鋼，步驟二中的冷卻過(guò)程，采用-70℃～0℃的散狀物料冷卻介質(zhì)在振動(dòng)流化狀態(tài)下冷卻，冷卻至0～-30℃時(shí)，停止振動(dòng)流化，繼續(xù)冷卻。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱作模具鋼的熱處理方法，其特征在于：在步驟二中，當(dāng)工件溫度到μн-15℃～μн+15℃時(shí)，停止散狀物料的振動(dòng)流化，在靜止的散狀物料中進(jìn)行等溫時(shí)效冷卻。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于鋼材冶煉領(lǐng)域，具體是一種熱作模具鋼的熱處理方法，步驟一：將鋼材預(yù)熱，加熱到高于AC3+30℃的淬火溫度；步驟二：在散狀物料中冷卻，置于靜止的空氣中，冷卻介質(zhì)為石墨、石英砂、金剛砂或者硅鐵，溫度為?70℃～470℃，振動(dòng)流化狀態(tài)或者靜止?fàn)顟B(tài)，這個(gè)大范圍的溫度考慮了鋼材料的臨界溫度點(diǎn)和奧氏體的穩(wěn)定性；步驟三：當(dāng)熱模具鋼冷卻到冷卻介質(zhì)溫度時(shí)；步驟四：將步驟三中的工件進(jìn)行后續(xù)回火處理；通過(guò)控制在散狀冷卻介質(zhì)振動(dòng)流化冷卻，確保獲得規(guī)定的組織形貌并提高金屬性能。

技術(shù)研發(fā)人員：于洋,張鵬程,徐輝霞,曾濤,劉嘉杰,田家龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇天工愛(ài)和科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24