[發明專利]一種基于磁場改善模具鋼組織的方法

在審

• 申請號: 202110612163.5
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113500183A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 閆威
• 申請（專利權）人: 維泰（南通）金屬材料有限公司
• 主分類號: B22D27/02
• 分類號: B22D27/02;C21D8/00;C22C33/04;C21D6/00
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 萬小俠

1.一種基于磁場改善模具鋼組織的方法，其特征在于：包括下述步驟

S1：首先，取需要加工的模具鋼的原材料送至熔煉爐中進行熔煉，熔煉的溫度在1600℃-1800℃之間，從而形成澆注用的金屬液；

S2：然后，取一模具鋼成型用的澆注模具，該澆注模具具有一澆口、一冒口、一成型內腔，將金屬液從而澆注模具的澆口處注入成型內腔中進行澆注成型，在金屬液開始凝固時，在澆注模具的冒口處施加靜磁場和旋轉磁場，形成復合磁場，從而使得金屬液產生振蕩和流動，成型出模具鋼半成品；

S3：將模具鋼半成品進行加熱，加熱分為三個階段，第一階段加熱至500-550℃，并保溫1.5h，第二階段加熱至900-930℃，并保溫2.5h，第三階段加熱至1230℃，并保溫7h，從而對模具鋼初品進行進一步的均質化處理，得到模具鋼初品；

S4：將均質化后的模具鋼初品采用兩輕一重的直接拔長成型工藝進行鍛造，鍛造的初始溫度在1100℃以上，終鍛的溫度不低于990℃；

S5：在鍛造結束后，進行退火處理，先以66～85℃/小時的升溫速度將鍛件加熱至860～870℃，保溫4小時，保溫后隨爐冷卻至730～740℃，恒溫3小時后隨爐冷卻至500℃以下時出爐空冷；

S6：在退火處理后再進行淬火回火，采用油介質低淬低回的熱處理方式，即1050～1060℃淬火，第一次回火570～590℃，第二次回火530～545℃，第二次回火后空冷，即得到所需的模具鋼成品。

2.根據權利要求1所述的基于磁場改善模具鋼組織的方法，其特征在于：所述步驟S2中，所述靜磁場產生的磁力線交叉穿過冒口，旋轉磁場使在靠近冒口壁的金屬液內感生出周期性變化的電流，此時導電的金屬液在靜磁場中則受到周期性變化的振蕩洛倫茲力，金屬液在振蕩的洛倫茲力的帶動下沖刷和震蕩冒口壁和澆注模具的內壁，并振蕩金屬液表面，使靠近冒口壁和澆注模具內壁的金屬液以及淺層金屬液產生震蕩和旋轉流動，將靠近冒口區域的初生枝晶打碎，從而使得靠近冒口區域的金屬液首先形成的晶核和打碎的碎晶粒能夠很快地混溶到整個金屬液體內，同時冒口區域金屬液的振蕩和旋轉流動將誘導錠模中的更多金屬液產生振蕩和流動，從而打碎金屬液凝固的固液界面前沿的枝晶尖端，進一步誘發形核增殖效應，與靠近冒口區域下沉的晶核一起形成“結晶雨”效應，而錠模中金屬液被誘導的旋流還將降低固液界面前沿溫度梯度，形成內生形核條件，使整個錠模中的金屬液的凝固組織進行細化或等軸晶化，最終得到均質化的模具鋼初品。