[發(fā)明專利]一種提高精密量具、模具用鋼尺寸穩(wěn)定性處理工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910841736.4
• 申請(qǐng)日: 2019-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN110468264A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬勛;張儀;劉守法;孟東容;左朝陽;白旭峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西京學(xué)院
• 主分類號(hào): C21D6/04
• 分類號(hào): C21D6/04;C21D8/00;C21D1/18;C21D1/32
• 代理公司: 61249 西安眾和至成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 強(qiáng)宏超<國際申請(qǐng)>=<國際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明公開一種提高精密量具、模具用鋼尺寸穩(wěn)定性處理工藝，通過兩次以上循環(huán)、可控的深冷處理，使絕大部分殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，顯著降低殘余奧氏體含量，提高尺寸穩(wěn)定性；深冷處理之后，再進(jìn)行低溫回火，降低馬氏體內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，以進(jìn)一步穩(wěn)定殘余奧氏體，消除內(nèi)應(yīng)力，提高其尺寸穩(wěn)定性，并保持高精密量具、模具原有的高硬度與高強(qiáng)度，具有廣闊的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼材加工技術(shù)，涉及一種提高精密量具、模具用鋼尺寸穩(wěn)定性處理工藝。

背景技術(shù)

尺寸穩(wěn)定性用于表征材料在特定環(huán)境下，經(jīng)過一段時(shí)間保持其原始尺寸和形狀的能力。對(duì)于工具、模具、量具、軸承等精密零件，為保證其高硬度、高耐磨性及高尺寸穩(wěn)定性，常采用高碳鋼、高合金鋼等高強(qiáng)度材料，經(jīng)“淬火+回火”工藝制備而成，以達(dá)到對(duì)使用性的要求。

例如，發(fā)明專利CN108588370A公開了一種提高8Cr4Mo4V軸承用鋼尺寸穩(wěn)定性的熱處理方法，采用“淬火+回火”工藝，再輔以低溫冷處理(-50℃～-70℃)，在一定程度上，提高了8Cr4Mo4V軸承零件的尺寸穩(wěn)定性。通常情況下，高碳鋼、高合金鋼經(jīng)“淬火+回火”工藝后，微觀組織中含有一定量的殘余奧氏體。該組織為亞穩(wěn)態(tài)，在零件長期存放或使用過程中會(huì)發(fā)生相變形成馬氏體。由于不同微觀組織的比容(或熱膨脹系數(shù))存在差異，殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，必然導(dǎo)致零件的宏觀尺寸穩(wěn)定性發(fā)生變化，產(chǎn)生尺寸畸變?；兂潭容^大時(shí)，將導(dǎo)致零件失效，甚至引發(fā)安全事故。另一方面，相變過程中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，也會(huì)引起零件尺寸畸變，顯著影響精密零件尺寸穩(wěn)定性。精密量具/模具在使用或長時(shí)間放置過程中，必須保持嚴(yán)格公差，避免產(chǎn)生尺寸畸變。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種提高精密量具、模具用鋼尺寸穩(wěn)定性處理工藝，提高精密用鋼零件用鋼尺寸穩(wěn)定性，同時(shí)保持鋼材原有的高硬度和高耐磨性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種提高精密量具、模具用鋼尺寸穩(wěn)定性處理工藝，包括以下步驟：

(1)將精密量具、模具用鋼樣品經(jīng)高溫固溶處理、高溫鍛造、預(yù)先熱處理、兩相區(qū)淬火處后，油冷至室溫；

(2)經(jīng)步驟(1)冷卻至室溫后，不經(jīng)過回火，立即以0.5～2℃/min冷卻速度冷卻至-196℃，保溫2h～24h，之后回溫至室溫，回溫速度控制在5～10℃/min，重復(fù)操作步驟(2)1～3次；

(3)回溫至室溫后，對(duì)樣品進(jìn)行低溫回火處理，回火溫度為140℃～170℃，保溫2～4h，最后出爐空冷至室溫，完成穩(wěn)定化處理工藝。

進(jìn)一步，所述步驟(1)中預(yù)先熱處理采用球化退火工藝。

進(jìn)一步，所述步驟(2)中采用液氮控溫進(jìn)行冷卻。

進(jìn)一步，所述精密量具、模具用鋼為GCr15、CrWMn、9Mn2V或Cr12MnV。

本發(fā)明提高精密量具、模具用鋼尺寸穩(wěn)定性處理工藝，通過兩次以上循環(huán)、可控的深冷處理，使絕大部分殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，顯著降低殘余奧氏體含量，提高尺寸穩(wěn)定性；深冷處理之后，再進(jìn)行低溫回火，降低馬氏體內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，以進(jìn)一步穩(wěn)定殘余奧氏體，消除內(nèi)應(yīng)力，提高其尺寸穩(wěn)定性，并保持高精密量具、模具原有的高硬度與高強(qiáng)度。

本發(fā)明提高精密量具、模具零件尺寸穩(wěn)定性關(guān)鍵控制因素有三個(gè)：

(1)工藝先后次序控制：淬火后的樣品，首先應(yīng)進(jìn)行兩次以上循環(huán)深冷處理，其次，再進(jìn)行回火處理，次序不可顛倒；

(2)深冷處理工藝控制：以可控的、緩慢冷卻、緩慢回溫的方式，通過兩次以上循環(huán)深冷處理工藝，降低殘余奧氏體含量，穩(wěn)定組織；