新型耐蚀玻璃模具钢大截面锻材的调质方法技术

本发明专利技术公开一种新型耐蚀玻璃模具钢大截面锻材的调质方法，目的是解决预硬化型耐蚀玻璃模具钢大尺寸锻材预硬化后组织不均匀的技术问题。本发明专利技术是通过以下技术方案实现的，对耐蚀玻璃模具钢Φ100mm～Φ450mm大截面锻材钢材，按钢材尺寸计算加热均匀化时间，进行奥氏体均匀化加热；在台车式电炉内奥氏体化后，快速进入淬火槽，根据产品规格，进行不连续水淬、空气、油冷冷却；钢材完成马氏体转变后，进入台车式电炉进行回火处理。本发明专利技术有益效果：有效控制工件冷却速度，保证工件淬火过程中不出现开裂现象；钢材淬火时有效抑制了大截面锻材铁素体析出，保证淬火组织均匀；钢材回火后，硬度均匀，成品模具具有优良的使用性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料热处理
，具体涉及一种预硬化型耐蚀玻璃模具钢大截面锻材的调质方法，用于制造生产高档玻璃制品用的玻璃模具钢。
技术介绍
玻璃模具是玻璃制品成形的重要工具，随着我国轻工业的发展，玻璃制品成形机的不断提高，对模具材质的耐热性、导热性、模具使用寿命均提出了更高的要求。因此，玻璃模具材料从铸铁、N1-Cr铸铁等向特钢发展，由此研制出新型耐蚀玻璃模具钢。玻璃模具在玻璃成型过程中要承受各向压力，较高的力学性能和硬度是衡量该类品种实物质量水平的重要技术指标。较高力学性能和硬度指标及其均匀性要求钢材具有均匀的内部组织，组织不均匀会降低钢的力学性能及硬度均匀性，并导致模具在使用过程中出现变形、开裂等问题。由于玻璃模具形状复杂，若对成品玻璃模具调质处理，极易产生脱碳、开裂、变形等缺陷，因此该类钢材用户订货时往往要求预硬化状态交货。所谓预硬化就是指冶金厂在供货时根据用户要求的硬度和使用性能进行调质处理(调质处理就是指钢材进行淬火+回火处理)，用户得到材料后，直接加工成模具，不再进行淬火、回火处理。避免了后续热处理所造成的脱碳、开裂、变形等缺陷。调质过程的控制对该品种的使用性能影响非常重要，目前国内、外生产厂采取的工艺方法是钢材经奥氏体化加热后通过油淬冷却获得马氏体组织，并经较高温度的回火，使其硬度(HRC)保持在32?35，然后进行机械加工，加工后直接使用；但由于油的冷却能力有限，导致大截面锻材淬火后组织中存在较大块状的铁素体，影响硬度均匀性及模具使用性能，因此对于力学性能、硬度和组织要求较高的耐蚀玻璃模具钢而言，目前缺少满足淬火速度的适当方法。
技术实现思路
本专利技术公开一种，目的是解决预硬化型耐蚀玻璃模具钢大尺寸锻材预硬化后组织不均匀的技术问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的，对耐蚀玻璃模具钢Φ100mm?C>450mm大截面锻材钢材，按钢材尺寸计算加热均匀化时间，进行奥氏体均匀化加热;在台车式电炉内奥氏体化后，快速进入淬火槽，根据产品规格，进行不连续水淬、空气、油冷冷却；钢材完成马氏体转变后，进入台车式电炉进行回火处理。具体工艺步骤: 1.炼钢工艺:⑴预硬化型耐蚀玻璃模具钢学成分(质量分数/%):碳为0.17?0.21、娃为0.15?0.35、锰为0.60?0.80、铬为16.00?18.00、镍为2.00?2.20、铜不大于0.30、硫不大于0.025、磷不大于< 0.030，其余为Fe和不可避免的杂质； ⑵采用电炉+LF+VD+电渣重熔炼钢，保证钢锭内部纯净度及成分均匀。2.锻造工艺: 米用快锻直材或精快锻联合成材，成品规格范围为Φ 100mm?Φ 450mm，成品材锻后红送退火； 3.调质工艺(见图1) 第一步:钢材在台车式电炉加热，升温速度不大于100°C/h，加热至1020°C进行奥氏体化保温4h?6h; 第二步:保温结束后，快速出料，进入淬火槽进行水冷(35?135)s-空冷(200?530)s-油控(15?92)min时淬火处理，表面温度稳定在200°C?250°C; 第三步:利用空气冷却至200°C以下，工件终冷温度稳定在170°C?190°C的范围内； 第四步:采用台车式电炉进行回火处理，温度为600°C?650°C，保温20 h?35h; 4.成品材标准要求指标 (1)交货硬度(HRC):32?35; ⑵力学性能:抗拉强度不小于900MPa，屈服强度不小于700MPa，断后伸长率不小于15%; (3)组织:组织中不得有超过5%的铁素体。2.整体冶炼工艺路线为: 真空感应熔炼(V頂)—保护电渣重熔(PESR)—真空自耗重熔(VAR) Φ 508mm合金铸锭。本专利技术与现有技术相比具有下列优点: ⑴钢材淬火时采用水淬、空气、油冷控时冷却工艺，有效控制工件冷却速度，保证工件淬火过程中不出现开裂现象； ⑵钢材淬火时有效抑制了大截面锻材铁素体析出，保证淬火组织均匀； (3)钢材回火后，硬度均匀，成品模具具有优良的使用性能。【附图说明】图1是Φ 100mm?Φ 450mm大截面锻材热处理工艺曲线； 图2是规格为Φ 100mm锻材热处理工艺曲线； 图3是规格为Φ 170mm锻材热处理工艺曲线； 图4是规格为Φ 270mm锻材热处理工艺曲线； 图5是规格为Φ 320mm锻材热处理工艺曲线； 图6是规格为Φ 400mm锻材热处理工艺曲线； 图7是规格为Φ 450mm锻材热处理工艺曲线。【具体实施方式】结合附图和实施例进一步说明本专利技术。实施例1 尺寸为φ 100mm成品锻材；1.冶炼:采用电炉+LF+VD+电渣重熔炼钢，锭型为Φ360电渣锭，炉号:15229080076； 2.锻造:米用2000t快锻+1000t精锻联合成材，成品材尺寸为Φ100mm，成品材锻后红送退火； 3.调质:如图2所示，钢材在台车式电炉炉内加热，升温速度不大于100°C/h，加热至1020°C进行奥氏体化保温4h;保温结束后，快速出料，进入淬火槽内进行水-空-油控时淬火(浸水35s—空冷200s—浸油15min)处理后，钢材空冷至170°C?190°C之间进入台车式电加热炉进行回火，回火温度640°C，时间15 h; 4.检验结果①硬度(HRC):32.7、33.8、33.1; ②性能:屈服强度为861MPa、抗拉强度为953MPa、断后伸长率位19.3%。③组织:均匀的回火索氏体组织，其铁素体含量小于5%。实施例2 尺寸为φ 17 0mm成品锻材； 1.冶炼:采用电炉+LF+VD+电渣重熔炼钢，锭型为Φ480电渣锭，炉号:15229080089； 2.锻造:米用3150t快锻+1800t精锻联合成材，成品材尺寸为Φ170mm，成品材锻后红送退火； 3.调质:如图3所示，钢材在台车式电炉炉内加热，升温速度不大于100°C/h，加热至1020°C进行奥氏体化保温4h;保温结束后，快速出料，进入淬火槽内进行水-空-油控时淬火(浸水51s—空冷250s—浸油22min)处理后，钢材空冷至170°C?190°C之间进入台车式电加热炉进行回火，回火温度640°C，时间20 h； 4.检验结果 0硬度(服0:33.5、34.2、34.4; ②性能:屈服强度为858MPa、抗拉强度为949MPa、断后伸长率位19.5%。[当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型耐蚀玻璃模具钢大截面锻材的调质方法，其特征在于：所述调质方法对耐蚀玻璃模具钢Φ100mm～Φ450mm大截面锻材钢材，奥氏体均匀化后进行不连续水淬、空气、油冷冷却，经空冷完成马氏体转变后，进行回火处理；所述奥氏体均匀化是将钢材在台车式电炉加热，升温速度不大于100℃/h，加热至1020℃进行奥氏体化保温4h～6h；所述进行不连续水淬、空气、油冷冷却是在保温结束后，快速出料，进入淬火槽进行水冷（35～135）s‑空冷（200～530）s‑油控（15～92）min时淬火处理，表面温度稳定在200℃～250℃；所述空冷是利用空气冷却至200℃以下，工件终冷温度稳定在170℃～190℃的范围内；所述回火处理采用台车式电炉进行回火处理，温度为600℃～650℃，保温20 h～35h。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汝亚彬，康爱军，孙大利，刘宝石，刘玉芬，穆立峰，燕云，岳彩超，孙秀华，冯淑玲，秋立鹏，谭凯，
申请(专利权)人：抚顺特殊钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21