CN109706297A - 一种h13模具钢热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及模具钢热处理技术领域，本发明公开了一种H13模具钢热处理方法，包括退火、回火、淬火、氮化处理以及表面清理，本发明步骤详细，能够提高材料的机械性能、消除残余应力和改善金属的切削加工性，同时也提高了H13模具钢的硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及强度，延长了设备的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及模具钢热处理技术领域，尤其涉及一种H13模具钢热处理方法。
背景技术
H13模具钢具有较高的韧性和耐冷热疲劳性能，不容易产生热疲劳裂纹，而且抗粘结能力强，与熔融金属相互作用小。
现有技术中的H13模具钢热处理方法步骤模糊，操作加工难度较大，且在加工时存在安全隐患。
发明内容
本发明提出了一种H13模具钢热处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提出了一种H13模具钢热处理方法，包括如下步骤：
S1、退火：退火包括锻造后的球化退火盒模具制作过程中的去应力退火两个部分，两部分具体如下：
1)、球化退火：模具钢经锻造后，钢的内部组织变成了不稳定的结晶，硬度高切削困难，且此种状态的钢，内应力大，加工后容易变形和淬火，机械性能差，为使碳化物结晶转变成球化稳定组织必须进行球化退火，退火过程中将模具放入加热炉中，温度加热到900-950摄氏度，保温3-5h，保温结束后降温至700-740摄氏度，保温4.5-6小时，炉冷至400-480摄氏度时，将模具移出加热炉；
2)、去应力退火：对有残留应力的模具钢进行机械加工，加工后会产生变形，如果机械加工后仍留有应力，则在淬火时会发生很大的变形以及淬火裂纹，在淬火时需要加热炉的温度提高至400-440摄氏度，保温2-4小时；
S2、淬火：将模具放置在高压高流率真空气淬炉内，在对模具加热时，加热的过程中要缓慢加热，温度的上升速度控制在170-190℃/h，加热至700-800℃时停止加热，保温1-2小时，在保温结束后，进行模具的淬火冷却，采用预冷方式，并通过调节气压以及风速，有效的控制冷却的速度；
S3、回火：在淬火后，模具的温度将至110-130℃时，保温2-3小时后，与空气或水、油介质相接触，使得模具进行冷却；
S4、氮化处理：模具经过淬火以及回火后，为了提高模具的耐磨性、抗腐蚀性以及抗氧化性，同时防止模具粘模的情况发生，必须进行氮化处理，氮化层的厚度为0.25-0.5mm；
S5、表面的清洗：将完成热处理后的模具利用具有压力的水管进行冲洗，冲洗时应当遵循由内而外，由上而下的清洗原则。
优选的，在进行S2中的将模具放入加热炉中时，在装炉时，注意装炉的方式，防止压铸模在高温的条件下因自重而引起变形。
优选的，在对模具淬火后，当模具的温度进行当预冷至140℃时，关闭冷却风机，让模具进行自然冷却。
优选的，淬火前，采用热平衡法，提高模具加热和冷却的整体一致性，对凡是影响到这一点的，应将模具上的薄壁孔、沟槽以及型腔，都要进行填充以及封堵，尽量做到模具能均衡加热和冷却。
优选的，在模具进行氮化处理后，应当对模具的表面进行打光，抹去白亮层，厚度控制在0.02-0.05mm。
优选的，在模具制作的过程中，应当进行三次去应力退火，消除模具中残余的应力，且第三次去应力退火发生在淬火前。
优选的，在对模具进行热处理前，需要事先检查加工用到的设备以及设备中的仪表盘是否正常。
本发明提出的一种H13模具钢热处理方法，有益效果在于该种H13模具钢热处理方法步骤详细，能够提高材料的机械性能、消除残余应力和改善金属的切削加工性，同时也提高了H13模具钢的硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及强度，延长了设备的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明。
实施例1
一种H13模具钢热处理方法，包括如下步骤：
S1、退火：退火包括锻造后的球化退火盒模具制作过程中的去应力退火两个部分，两部分具体如下：
1)、球化退火：模具钢经锻造后，钢的内部组织变成了不稳定的结晶，硬度高切削困难，且此种状态的钢，内应力大，加工后容易变形和淬火，机械性能差，为使碳化物结晶转变成球化稳定组织必须进行球化退火，退火过程中将模具放入加热炉中，温度加热到900摄氏度，保温3h，保温结束后降温至700摄氏度，保温4.5小时，炉冷至400摄氏度时，将模具移出加热炉；
2)、去应力退火：对有残留应力的模具钢进行机械加工，加工后会产生变形，如果机械加工后仍留有应力，则在淬火时会发生很大的变形以及淬火裂纹，在淬火时需要加热炉的温度提高至400摄氏度，保温2小时，在模具制作的过程中，应当进行三次去应力退火，消除模具中残余的应力，且第三次去应力退火发生在淬火前；
S2、淬火：淬火前，采用热平衡法，提高模具加热和冷却的整体一致性，对凡是影响到这一点的，应将模具上的薄壁孔、沟槽以及型腔，都要进行填充以及封堵，尽量做到模具能均衡加热和冷却，将模具放置在高压高流率真空气淬炉内，将模具放入加热炉中时，在装炉时，注意装炉的方式，防止压铸模在高温的条件下因自重而引起变形，在对模具加热时，加热的过程中要缓慢加热，温度的上升速度控制在170℃/h，加热至700℃时停止加热，保温1小时，在保温结束后，进行模具的淬火冷却，采用预冷方式，并通过调节气压以及风速，有效的控制冷却的速度，在对模具淬火后，当模具的温度进行当预冷至140℃时，关闭冷却风机，让模具进行自然冷却；
S3、回火：在淬火后，模具的温度将至110℃时，保温2小时后，与空气或水、油介质相接触，使得模具进行冷却；
S4、氮化处理：模具经过淬火以及回火后，为了提高模具的耐磨性、抗腐蚀性以及抗氧化性，同时防止模具粘模的情况发生，必须进行氮化处理，氮化层的厚度为0.25mm，在模具进行氮化处理后，应当对模具的表面进行打光，抹去白亮层，厚度控制在0.02mm；
S5、表面的清洗：将完成热处理后的模具利用具有压力的水管进行冲洗，冲洗时应当遵循由内而外，由上而下的清洗原则，在对模具进行热处理前，需要事先检查加工用到的设备以及设备中的仪表盘是否正常。
实施例2
一种H13模具钢热处理方法，包括如下步骤：
S1、退火：退火包括锻造后的球化退火盒模具制作过程中的去应力退火两个部分，两部分具体如下：
1)、球化退火：模具钢经锻造后，钢的内部组织变成了不稳定的结晶，硬度高切削困难，且此种状态的钢，内应力大，加工后容易变形和淬火，机械性能差，为使碳化物结晶转变成球化稳定组织必须进行球化退火，退火过程中将模具放入加热炉中，温度加热到920摄氏度，保温4h，保温结束后降温至720摄氏度，保温5小时，炉冷至440摄氏度时，将模具移出加热炉；
2)、去应力退火：对有残留应力的模具钢进行机械加工，加工后会产生变形，如果机械加工后仍留有应力，则在淬火时会发生很大的变形以及淬火裂纹，在淬火时需要加热炉的温度提高至420摄氏度，保温3小时，在模具制作的过程中，应当进行三次去应力退火，消除模具中残余的应力，且第三次去应力退火发生在淬火前；
S2、淬火：淬火前，采用热平衡法，提高模具加热和冷却的整体一致性，对凡是影响到这一点的，应将模具上的薄壁孔、沟槽以及型腔，都要进行填充以及封堵，尽量做到模具能均衡加热和冷却，将模具放置在高压高流率真空气淬炉内，将模具放入加热炉中时，在装炉时，注意装炉的方式，防止压铸模在高温的条件下因自重而引起变形，在对模具加热时，加热的过程中要缓慢加热，温度的上升速度控制在180℃/h，加热至750℃时停止加热，保温1.5小时，在保温结束后，进行模具的淬火冷却，采用预冷方式，并通过调节气压以及风速，有效的控制冷却的速度，在对模具淬火后，当模具的温度进行当预冷至140℃时，关闭冷却风机，让模具进行自然冷却；
S3、回火：在淬火后，模具的温度将至120℃时，保温2.5小时后，与空气或水、油介质相接触，使得模具进行冷却；
S4、氮化处理：模具经过淬火以及回火后，为了提高模具的耐磨性、抗腐蚀性以及抗氧化性，同时防止模具粘模的情况发生，必须进行氮化处理，氮化层的厚度为0.3mm，在模具进行氮化处理后，应当对模具的表面进行打光，抹去白亮层，厚度控制在0.03mm；
S5、表面的清洗：将完成热处理后的模具利用具有压力的水管进行冲洗，冲洗时应当遵循由内而外，由上而下的清洗原则，在对模具进行热处理前，需要事先检查加工用到的设备以及设备中的仪表盘是否正常。
实施例3
一种H13模具钢热处理方法，包括如下步骤：
S1、退火：退火包括锻造后的球化退火盒模具制作过程中的去应力退火两个部分，两部分具体如下：
1)、球化退火：模具钢经锻造后，钢的内部组织变成了不稳定的结晶，硬度高切削困难，且此种状态的钢，内应力大，加工后容易变形和淬火，机械性能差，为使碳化物结晶转变成球化稳定组织必须进行球化退火，退火过程中将模具放入加热炉中，温度加热到950摄氏度，保温5h，保温结束后降温至740摄氏度，保温6小时，炉冷至480摄氏度时，将模具移出加热炉；
2)、去应力退火：对有残留应力的模具钢进行机械加工，加工后会产生变形，如果机械加工后仍留有应力，则在淬火时会发生很大的变形以及淬火裂纹，在淬火时需要加热炉的温度提高至440摄氏度，保温4小时，在模具制作的过程中，应当进行三次去应力退火，消除模具中残余的应力，且第三次去应力退火发生在淬火前；
S2、淬火：淬火前，采用热平衡法，提高模具加热和冷却的整体一致性，对凡是影响到这一点的，应将模具上的薄壁孔、沟槽以及型腔，都要进行填充以及封堵，尽量做到模具能均衡加热和冷却，将模具放置在高压高流率真空气淬炉内，将模具放入加热炉中时，在装炉时，注意装炉的方式，防止压铸模在高温的条件下因自重而引起变形，在对模具加热时，加热的过程中要缓慢加热，温度的上升速度控制在190℃/h，加热至800℃时停止加热，保温2小时，在保温结束后，进行模具的淬火冷却，采用预冷方式，并通过调节气压以及风速，有效的控制冷却的速度，在对模具淬火后，当模具的温度进行当预冷至140℃时，关闭冷却风机，让模具进行自然冷却；
S3、回火：在淬火后，模具的温度将至130℃时，保温3小时后，与空气或水、油介质相接触，使得模具进行冷却；
S4、氮化处理：模具经过淬火以及回火后，为了提高模具的耐磨性、抗腐蚀性以及抗氧化性，同时防止模具粘模的情况发生，必须进行氮化处理，氮化层的厚度为0.5mm，在模具进行氮化处理后，应当对模具的表面进行打光，抹去白亮层，厚度控制在0.05mm；
S5、表面的清洗：将完成热处理后的模具利用具有压力的水管进行冲洗，冲洗时应当遵循由内而外，由上而下的清洗原则，在对模具进行热处理前，需要事先检查加工用到的设备以及设备中的仪表盘是否正常。
发明步骤详细，能够提高材料的机械性能、消除残余应力和改善金属的切削加工性，同时也提高了H13模具钢的硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及强度，延长了设备的使用寿命。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种H13模具钢热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、退火：退火包括锻造后的球化退火盒模具制作过程中的去应力退火两个部分，两部分具体如下：
1)、球化退火：模具钢经锻造后，钢的内部组织变成了不稳定的结晶，硬度高切削困难，且此种状态的钢，内应力大，加工后容易变形和淬火，机械性能差，为使碳化物结晶转变成球化稳定组织必须进行球化退火，退火过程中将模具放入加热炉中，温度加热到900-950摄氏度，保温3-5h，保温结束后降温至700-740摄氏度，保温4.5-6小时，炉冷至400-480摄氏度时，将模具移出加热炉；
2)、去应力退火：对有残留应力的模具钢进行机械加工，加工后会产生变形，如果机械加工后仍留有应力，则在淬火时会发生很大的变形以及淬火裂纹，在淬火时需要加热炉的温度提高至400-440摄氏度，保温2-4小时；
S2、淬火：将模具放置在高压高流率真空气淬炉内，在对模具加热时，加热的过程中要缓慢加热，温度的上升速度控制在170-190℃/h，加热至700-800℃时停止加热，保温1-2小时，在保温结束后，进行模具的淬火冷却，采用预冷方式，并通过调节气压以及风速，有效的控制冷却的速度；
S3、回火：在淬火后，模具的温度将至110-130℃时，保温2-3小时后，与空气或水、油介质相接触，使得模具进行冷却；
S4、氮化处理：模具经过淬火以及回火后，为了提高模具的耐磨性、抗腐蚀性以及抗氧化性，同时防止模具粘模的情况发生，必须进行氮化处理，氮化层的厚度为0.25-0.5mm；
S5、表面的清洗：将完成热处理后的模具利用具有压力的水管进行冲洗，冲洗时应当遵循由内而外，由上而下的清洗原则。
2.根据权利要求1所述的一种H13模具钢热处理方法，其特征在于，在进行S2中的将模具放入加热炉中时，在装炉时，注意装炉的方式，防止压铸模在高温的条件下因自重而引起变形。
3.根据权利要求1所述的一种H13模具钢热处理方法，其特征在于，在对模具淬火后，当模具的温度进行当预冷至140℃时，关闭冷却风机，让模具进行自然冷却。
4.根据权利要求1所述的一种H13模具钢热处理方法，其特征在于，淬火前，采用热平衡法，提高模具加热和冷却的整体一致性，对凡是影响到这一点的，应将模具上的薄壁孔、沟槽以及型腔，都要进行填充以及封堵，尽量做到模具能均衡加热和冷却。
5.根据权利要求1所述的一种H13模具钢热处理方法，其特征在于，在模具进行氮化处理后，应当对模具的表面进行打光，抹去白亮层，厚度控制在0.02-0.05mm。
6.根据权利要求1所述的一种H13模具钢热处理方法，其特征在于，在模具制作的过程中，应当进行三次去应力退火，消除模具中残余的应力，且第三次去应力退火发生在淬火前。
7.根据权利要求1所述的一种H13模具钢热处理方法，其特征在于，在对模具进行热处理前，需要事先检查加工用到的设备以及设备中的仪表盘是否正常。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Denomination of invention: A Heat Treatment Method for H13 Die Steel Effective date of registration: 20221207 Granted publication date: 20210608 Pledgee: Bank of China Limited Xiangyang Branch Pledgor: XIANGYANG XINDONGTE FORGING Co.,Ltd. Registration number: Y2022980025649 |