一种模具钢的真空热处理方法

技术领域

本发明涉及模具处理技术领域，特别涉及为一种模具钢的真空热处理方法。

背景技术

目前，国内塑料制品用量遍及家电、汽车、灯具及轻工业各行所需的用品，高档塑料成品需透光性、表面光洁度高，因此，ESR电渣、重溶模具钢材是制造高档塑料产品必选，国内大多数高档塑胶产品的模具，均使用ESR模具钢材，采用该材料做的塑胶模具，经过热处理真空高压气淬，材料的性能能够充分发挥，但在热处理过程中，有时候真空气淬会发生质量事故，以前的模具真空热处理工艺，是经加热保温后，到要气淬时，直接高压氮气淬火，结果是长、宽的模具变形超差、型腔面复杂，中大件的模具，严重时淬火开裂，模具报废，热处理损失加工费、赔款同时名誉受到影响，客户损失很大，模具要重做，也影响了客户生产排期；主要原因是热处理后的模具钢的硬度和组织稳定性不足。

发明内容

本发明旨在解决热处理后的模具钢的硬度和组织稳定性不足的问题，提供一种模具钢的真空热处理方法。

本发明为解决技术问题采用如下技术手段：

本发明提供一种模具钢的真空热处理方法，包括以下步骤：

S1：预热：将预设的模具钢放置于预设的真空热处理炉中，进行预热时间段的加热处理，且在所述加热处理完毕后进行预设时间段的保温，得到预热完毕的模具钢；

S2：淬火：将所述真空热处理炉的加热处理温度提升至预设的淬火温度段，进行预设时间段的淬火处理，得到淬火完毕的模具钢；

S3：回火，将所述真空热处理炉的加热处理温度下调至预设的回火温度段，并进行预设时间段的回火处理，得到回火完毕的模具钢；

S4：渗氮，向所述真空热处理炉内通入预设成分的气体，对所述回火完毕的模具钢进行预设时间段的静候处理，得到渗氮完毕的模具钢；

S5：冷却，启用所述真空热处理炉内的引风机，直至所述真空热处理炉内的温度下降至预设的冷却温度段，停用所述引风机，得到真空热处理完毕的模具钢。

进一步地，将预设的模具放置于预设的真空热处理炉中，进行预热时间段的加热处理的步骤S1中，还包括：

所述加热处理的温度具体设定在550-820℃。

进一步地，且在所述加热处理完毕后进行预设时间段的保温，得到预热完毕的模具钢的步骤S1中，还包括：

所述保温的时间段具体设定为30-60min。

进一步地，将所述真空热处理炉的加热处理温度提升至预设的淬火温度段的步骤S2中，还包括：

所述淬火的温度段具体设定为1050-1320℃。

进一步地，进行预设时间段的淬火处理，得到淬火完毕的模具钢的步骤S2中，还包括：

所述淬火处理的时间段具体设定为2-4h。

进一步地，将所述真空热处理炉的加热处理温度下调至预设的回火温度段的步骤S3中，还包括：

所述回火的温度段具体设定为860-1030℃。

进一步地，并进行预设时间段的回火处理，得到回火完毕的模具钢的步骤S3中，还包括：

所述回火的时间段具体设定为1-3h。

进一步地，向所述真空热处理炉内通入预设成分的气体的步骤S4中，所述气体的成分包括：

氨气1-3份；

氮气1-5份；

甲醇0.5-2份；

二氧化碳1-3份；

水2-5份。

进一步地，对所述回火完毕的模具钢进行预设时间段的静候处理，得到渗氮完毕的模具钢的步骤S4中，还包括：

所述静候处理的时间段具体设定为1-3h。

进一步地，启用所述真空热处理炉内的引风机，直至所述真空热处理炉内的温度下降至预设的冷却温度段的步骤S5中，还包括：

所述冷却的温度段具体设定为30-70℃。

本发明提供了模具钢的真空热处理方法，具有以下有益效果：

本发明通过合理设置真空热处理工艺参数，提高和稳定了模具钢塑胶模在真空热处理气淬的质量、提高生产效率、节约因不良废品造成的巨大损失。

附图说明

图1为本发明模具钢的真空热处理方法一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，本发明为目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考附图1，为本发明一实施例中的模具钢的真空热处理方法，包括以下步骤：

S1：预热：将预设的模具钢放置于预设的真空热处理炉中，进行预热时间段的加热处理，且在所述加热处理完毕后进行预设时间段的保温，得到预热完毕的模具钢；

S2：淬火：将所述真空热处理炉的加热处理温度提升至预设的淬火温度段，进行预设时间段的淬火处理，得到淬火完毕的模具钢；

S3：回火，将所述真空热处理炉的加热处理温度下调至预设的回火温度段，并进行预设时间段的回火处理，得到回火完毕的模具钢；

S4：渗氮，向所述真空热处理炉内通入预设成分的气体，对所述回火完毕的模具钢进行预设时间段的静候处理，得到渗氮完毕的模具钢；

S5：冷却，启用所述真空热处理炉内的引风机，直至所述真空热处理炉内的温度下降至预设的冷却温度段，停用所述引风机，得到真空热处理完毕的模具钢。

在本实施例中，通过采用预先准备好的真空热处理炉将预先准备好的模具钢进行加热处理，并在加热处理完毕后，对模具钢进行保温处理，即可得到预热完毕的模具钢；对模具钢进行预热处理的好处在于，能充分消除模具钢在进行加工后的残余应力，减少模具钢出现加工后，例如降低淬火加工后模具钢产生变形的几率；通过将真空热处理炉的加热处理温度提高到预先设定好的淬火温度段，再进行预先设定好时间的淬火处理，即可得到淬火完毕的模具钢；对模具钢进行淬火处理的好处在于，增加模具钢的硬度及耐磨性，并且为了在后续的回火步骤中使模具钢获得一定的硬度、弹性和韧性等综合力学性能的组织；通过将真空热处理炉的加热处理温度下调至预先设定的回火温度段，再进行预先设定好时间的回火处理，即可得到回火完毕的模具钢；对模具钢进行回火处理的好处在于，为了及时降低模具钢的内应力和脆性,淬火后的模具钢零件存在很大的应力和脆性,如果不及时回火,往往会发生变形甚至开裂；通过向真空热处理炉内通入预先设定好成分的气体，气体的成分包括氨气1-3份；氮气1-5份；甲醇0.5-2份；二氧化碳1-3份；水2-5份；以对回火完毕的模具钢进行预先设定好时间的静候处理，直至气体渗透至模具钢中，得到渗氮完毕的模具钢；对模具钢进行渗氮处理的好处在于，可以延长模具钢的使用寿命，提高压铸模具钢的耐磨性、表面硬度、疲劳极限和耐腐蚀性，还可以提高模具表面的硬度和抗咬合性；通过启用真空热处理炉内的引风机，对模具钢实行降温处理，直至真空热处理炉内的温度传感器下降到预先设定好的冷却温度段，即可停用引风机，此时即可得到真空热处理完毕的模具钢；对模具钢进行冷却的好处在于，模具钢在淬火冷却到室温后都不可避免地含有一定量的残留奥氏体，进一步地深度冷却，可减少淬火模具钢中的残余奥氏体，从而提高模具钢硬度和组织稳定性，以及尺寸的稳定性，避免冷处理裂纹形成，获得稳定组织性能，确保模具钢产品在存放或使用时不发生畸变。

实施例1：

在本实施例中，通过采用预先准备好的真空热处理炉将预先准备好的模具钢进行加热处理，并在加热处理完毕后，对模具钢进行保温处理，即可得到预热完毕的模具钢；对模具钢进行预热处理的好处在于，能充分消除模具钢在进行加工后的残余应力，减少模具钢出现加工后，例如降低淬火加工后模具钢产生变形的几率；通过将真空热处理炉的加热处理温度提高到预先设定好的淬火温度段，再进行2-4h的1050-1320℃淬火处理，即可得到淬火完毕的模具钢；对模具钢进行淬火处理的好处在于，增加模具钢的硬度及耐磨性，并且为了在后续的回火步骤中使模具钢获得一定的硬度、弹性和韧性等综合力学性能的组织；通过将真空热处理炉的加热处理温度下调至预先设定的回火温度段，再进行预先设定好时间的回火处理，即可得到回火完毕的模具钢；对模具钢进行回火处理的好处在于，为了及时降低模具钢的内应力和脆性,淬火后的模具钢零件存在很大的应力和脆性,如果不及时回火,往往会发生变形甚至开裂；通过向真空热处理炉内通入预先设定好成分的气体，气体的成分包括氨气1-3份；氮气1-5份；甲醇0.5-2份；二氧化碳1-3份；水2-5份；对回火完毕的模具钢进行预先设定好时间的静候处理，直至气体渗透至模具钢中，得到渗氮完毕的模具钢；对模具钢进行渗氮处理的好处在于，可以延长模具钢的使用寿命，提高压铸模具钢的耐磨性、表面硬度、疲劳极限和耐腐蚀性，还可以提高模具表面的硬度和抗咬合性；通过启用真空热处理炉内的引风机，对模具钢实行降温处理，直至真空热处理炉内的温度传感器下降到预先设定好的冷却温度段，即可停用引风机，此时即可得到真空热处理完毕的模具钢；对模具钢进行冷却的好处在于，模具钢在淬火冷却到室温后都不可避免地含有一定量的残留奥氏体，进一步地深度冷却，可减少淬火模具钢中的残余奥氏体，从而提高模具钢硬度和组织稳定性，以及尺寸的稳定性，避免冷处理裂纹形成，获得稳定组织性能，确保模具钢产品在存放或使用时不发生畸变。

得到的模具钢由于淬火处理的时间和温度设定的恰好，使得热处理得到的模具钢韧性和强度都达到最佳。

实施例2：

在本实施例中，通过采用预先准备好的真空热处理炉将预先准备好的模具钢进行加热处理，并在加热处理完毕后，对模具钢进行保温处理，即可得到预热完毕的模具钢；对模具钢进行预热处理的好处在于，能充分消除模具钢在进行加工后的残余应力，减少模具钢出现加工后，例如降低淬火加工后模具钢产生变形的几率；通过将真空热处理炉的加热处理温度提高到预先设定好的淬火温度段，再进行2-4h的1050-1320℃淬火处理，即可得到淬火完毕的模具钢；对模具钢进行淬火处理的好处在于，增加模具钢的硬度及耐磨性，并且为了在后续的回火步骤中使模具钢获得一定的硬度、弹性和韧性等综合力学性能的组织；通过将真空热处理炉的加热处理温度下调至预先设定的回火温度段，再进行1-3h的860-1030℃回火处理，即可得到回火完毕的模具钢；对模具钢进行回火处理的好处在于，为了及时降低模具钢的内应力和脆性,淬火后的模具钢零件存在很大的应力和脆性,如果不及时回火,往往会发生变形甚至开裂；通过向真空热处理炉内通入预先设定好成分的气体，气体的成分包括氨气1-3份；氮气1-5份；甲醇0.5-2份；二氧化碳1-3份；水2-5份；对回火完毕的模具钢进行预先设定好时间的静候处理，直至气体渗透至模具钢中，得到渗氮完毕的模具钢；对模具钢进行渗氮处理的好处在于，可以延长模具钢的使用寿命，提高压铸模具钢的耐磨性、表面硬度、疲劳极限和耐腐蚀性，还可以提高模具表面的硬度和抗咬合性；通过启用真空热处理炉内的引风机，对模具钢实行降温处理，直至真空热处理炉内的温度传感器下降到预先设定好的冷却温度段，即可停用引风机，此时即可得到真空热处理完毕的模具钢；对模具钢进行冷却的好处在于，模具钢在淬火冷却到室温后都不可避免地含有一定量的残留奥氏体，进一步地深度冷却，可减少淬火模具钢中的残余奥氏体，从而提高模具钢硬度和组织稳定性，以及尺寸的稳定性，避免冷处理裂纹形成，获得稳定组织性能，确保模具钢产品在存放或使用时不发生畸变。

得到的模具钢由于淬火处理的时间和温度设定的恰好，使得热处理得到的模具钢韧性和强度都达到最佳；且由于模具钢的回火处理时间和温度设定的适中，使得热处理得到的模具钢不容易出现开裂和出现变形的情况。

实施例3：

在本实施例中，通过采用预先准备好的真空热处理炉将预先准备好的模具钢进行加热处理，并在加热处理完毕后，对模具钢进行保温处理，即可得到预热完毕的模具钢；对模具钢进行预热处理的好处在于，能充分消除模具钢在进行加工后的残余应力，减少模具钢出现加工后，例如降低淬火加工后模具钢产生变形的几率；通过将真空热处理炉的加热处理温度提高到预先设定好的淬火温度段，再进行2-4h的1050-1320℃淬火处理，即可得到淬火完毕的模具钢；对模具钢进行淬火处理的好处在于，增加模具钢的硬度及耐磨性，并且为了在后续的回火步骤中使模具钢获得一定的硬度、弹性和韧性等综合力学性能的组织；通过将真空热处理炉的加热处理温度下调至预先设定的回火温度段，再进行1-3h的860-1030℃回火处理，即可得到回火完毕的模具钢；对模具钢进行回火处理的好处在于，为了及时降低模具钢的内应力和脆性,淬火后的模具钢零件存在很大的应力和脆性,如果不及时回火,往往会发生变形甚至开裂；通过向真空热处理炉内通入预先设定好成分的气体，气体的成分包括氨气1-3份；氮气1-5份；甲醇0.5-2份；二氧化碳1-3份；水2-5份；对回火完毕的模具钢进行1-3h静候处理，直至气体渗透至模具钢中，得到渗氮完毕的模具钢；对模具钢进行渗氮处理的好处在于，可以延长模具钢的使用寿命，提高压铸模具钢的耐磨性、表面硬度、疲劳极限和耐腐蚀性，还可以提高模具表面的硬度和抗咬合性；通过启用真空热处理炉内的引风机，对模具钢实行降温处理，直至真空热处理炉内的温度传感器下降到预先设定好的冷却温度段，即可停用引风机，此时即可得到真空热处理完毕的模具钢；对模具钢进行冷却的好处在于，模具钢在淬火冷却到室温后都不可避免地含有一定量的残留奥氏体，进一步地深度冷却，可减少淬火模具钢中的残余奥氏体，从而提高模具钢硬度和组织稳定性，以及尺寸的稳定性，避免冷处理裂纹形成，获得稳定组织性能，确保模具钢产品在存放或使用时不发生畸变。

得到的模具钢由于淬火处理的时间和温度设定的恰好，使得热处理得到的模具钢韧性和强度都达到最佳；且由于模具钢的回火处理时间和温度设定的适中，使得热处理得到的模具钢不容易出现开裂和出现变形的情况；并且因为对模具钢进行恰当时间段的静候，使模具钢充分吸收气体并渗透进各个零部件，有效延长模具钢的使用寿命。

实施例4：

在本实施例中，通过采用预先准备好的真空热处理炉将预先准备好的模具钢进行加热处理，并在加热处理完毕后，对模具钢进行保温处理，即可得到预热完毕的模具钢；对模具钢进行预热处理的好处在于，能充分消除模具钢在进行加工后的残余应力，减少模具钢出现加工后，例如降低淬火加工后模具钢产生变形的几率；通过将真空热处理炉的加热处理温度提高到预先设定好的淬火温度段，再进行2-4h的1050-1320℃淬火处理，即可得到淬火完毕的模具钢；对模具钢进行淬火处理的好处在于，增加模具钢的硬度及耐磨性，并且为了在后续的回火步骤中使模具钢获得一定的硬度、弹性和韧性等综合力学性能的组织；通过将真空热处理炉的加热处理温度下调至预先设定的回火温度段，再进行1-3h的860-1030℃回火处理，即可得到回火完毕的模具钢；对模具钢进行回火处理的好处在于，为了及时降低模具钢的内应力和脆性,淬火后的模具钢零件存在很大的应力和脆性,如果不及时回火,往往会发生变形甚至开裂；通过向真空热处理炉内通入预先设定好成分的气体，气体的成分包括氨气1-3份；氮气1-5份；甲醇0.5-2份；二氧化碳1-3份；水2-5份；对回火完毕的模具钢进行1-3h静候处理，直至气体渗透至模具钢中，得到渗氮完毕的模具钢；对模具钢进行渗氮处理的好处在于，可以延长模具钢的使用寿命，提高压铸模具钢的耐磨性、表面硬度、疲劳极限和耐腐蚀性，还可以提高模具表面的硬度和抗咬合性；通过启用真空热处理炉内的引风机，对模具钢实行降温处理，直至真空热处理炉内的温度传感器下降到30-70℃的冷却温度段，即可停用引风机，此时即可得到真空热处理完毕的模具钢；对模具钢进行冷却的好处在于，模具钢在淬火冷却到室温后都不可避免地含有一定量的残留奥氏体，进一步地深度冷却，可减少淬火模具钢中的残余奥氏体，从而提高模具钢硬度和组织稳定性，以及尺寸的稳定性，避免冷处理裂纹形成，获得稳定组织性能，确保模具钢产品在存放或使用时不发生畸变。

得到的模具钢由于淬火处理的时间和温度设定的恰好，使得热处理得到的模具钢韧性和强度都达到最佳；且由于模具钢的回火处理时间和温度设定的适中，使得热处理得到的模具钢不容易出现开裂和出现变形的情况；并且因为对模具钢进行恰当时间段的静候，使模具钢充分吸收气体并渗透进各个零部件，有效延长模具钢的使用寿命；模具钢因为进行了适当时间段的冷却，使得真空热处理完毕的模具钢硬度和组织稳定性有效提升。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。