一種3Cr13馬氏體不銹鋼的熱處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及熱處理的技術領域，特別是一種塑料模具鋼的熱處理工藝，尤其是一 種3Crl3馬氏體不銹鋼的熱處理工藝。
【背景技術】
[0002] 聚氯乙烯、阻燃劑ABS等聚合物塑料材質在成形過程中會分解出Cl等有害元素， 對模具型腔有較強的腐蝕性，引起點蝕、應力腐蝕等失效，繼而降低模具使用壽命及成品表 面質量。
[0003] 從微觀尺度采用分子動力學、第一性原理等方法，計算得出了鐵碳團簇在Cr元素 的加入下會降低對氯離子的吸附，也即常見的M23C6、M3C兩種構型的碳化物均不易吸附氯 離子，但M23C6碳化物會造成其周圍基體的"貧鉻"，從而引起點蝕；而M3C碳化物則不會對 "貧鉻"造成太大影響。
[0004] 因而，如何能夠使得塑料模具鋼的組織中的碳化物盡量以M3C的形態存在，而避 免M23C6碳化物的大量出現，對于提高塑料模具鋼的耐腐蝕性能具有重要的意義。
[0005]
【發明內容】
[0006] 本發明的目的就是提供一種塑料模具鋼的熱處理工藝，用以提高塑料模具鋼的耐 腐蝕性能。
[0007] 本發明中所述的塑料模具鋼為3Crl3馬氏體不銹鋼，其經過了鍛造、熱軋和球化 退火。
[0008] 所述熱處理工藝具體為： 首先，將所述塑料模具鋼在電熱爐中進行固溶處理，所述固溶處理的具體條件為，以 300-360°C /h的升溫速率升溫至250°C預熱，再以100_150°C /h的升溫速率加熱到處理溫 度1120-1140°C，處理時間I. 5-2h，并且處理時通入高純Ar氣，Ar的壓力為60-80MPa ; 隨后，對所述塑料模具鋼進行淬火處理，具體是以〇. 8-1. (TC /s的冷卻速度，迅速將所 述塑料模具鋼冷卻到220°C以下； 隨后，對塑料模具鋼進行再分配處理，具體是迅速將淬火后的塑料模具鋼置入350°C的 鹽浴處理環境加熱到保溫3h，隨后空冷至室溫； 最后，對塑料模具鋼進行回火處理，具體是以180°C /h升溫速率加熱到340°C保溫2h 進行一次回火處理并水冷至室溫。
[0009] 經本申請熱處理工藝處理后的塑料模具鋼，具有優異的組織性能，能夠很好地對 M23C6碳化物進行控制，使得塑料模具鋼中的碳化物基本以M3C的形態存在，從而使得模具 鋼兼具優良的力學性能和耐腐蝕性能。特別是本申請優選的固溶處理溫度和保溫時間、處 理壓力，使得處理后的模具鋼獲得了非常突出的耐腐蝕性能。
[0010]
【附圖說明】
[0011] 圖1是3Cr 13馬氏體不銹鋼經不同固溶處理溫度后的衍射圖譜； 圖2是3Crl3馬氏體不銹鋼經不同固溶處理溫度后的動電位極化曲線。
【具體實施方式】
[0012] 實施例1. 首先，將所述塑料模具鋼在電熱爐中進行固溶處理，所述固溶處理的具體條件為，以 330°C /h的升溫速率升溫至250°C預熱，再以120°C /h的升溫速率加熱到處理溫度1120°C， 處理時間I. 5h，并且處理時通入高純Ar氣，Ar的壓力為60MPa ; 隨后，對所述塑料模具鋼進行淬火處理，具體是以I. 〇°C /s的冷卻速度，迅速將所述塑 料模具鋼冷卻到210°C ; 隨后，對塑料模具鋼進行再分配處理，具體是迅速將淬火后的塑料模具鋼置入350°C的 鹽浴處理環境加熱到保溫3h，隨后空冷至室溫； 最后，對塑料模具鋼進行回火處理，具體是以180°C /h升溫速率加熱到340°C保溫2h 進行一次回火處理并水冷至室溫。
[0013] 實施例2-3以及比較例1-4的具體處理參數參見表1 (未列出的表示與實施例1 相同）： 表1不同固溶處理條件下耐腐蝕性測試結果
【主權項】
1. 一種塑料模具鋼的熱處理工藝，其特征在于，具體包括如下步驟： 首先，將所述塑料模具鋼在電熱爐中進行固溶處理，所述固溶處理的具體條件為，以 300-360°C /h的升溫速率升溫至250°C預熱，再以100-150°C /h的升溫速率加熱到處理溫 度1120-1140°C，處理時間I. 5-2h，并且處理時通入高純Ar氣，Ar的壓力為60-80MPa ; 隨后，對所述塑料模具鋼進行淬火處理，具體是以〇. 8-1. (TC /s的冷卻速度，迅速將所 述塑料模具鋼冷卻到220°C以下； 隨后，對塑料模具鋼進行再分配處理，具體是迅速將淬火后的塑料模具鋼置入350°C的 鹽浴處理環境加熱到保溫3h，隨后空冷至室溫； 最后，對塑料模具鋼進行回火處理，具體是以180°C /h升溫速率加熱到340°C保溫2h 進行一次回火處理并水冷至室溫。
2. 根據權利要求1所述的熱處理工藝，其特征在于：所述固溶處理的處理溫度為 1130°C，處理時間為I. 8h。
3. 根據權利要求1所述的熱處理工藝，其特征在于：所述固溶處理的壓力為70MPa。
4. 根據權利要求1所述的熱處理工藝，其特征在于：所述的塑料模具鋼為3Crl3馬氏 體不銹鋼。
【專利摘要】一種塑料模具鋼的熱處理工藝，其包括如下步驟：首先，將所述塑料模具鋼在電熱爐中進行固溶處理，所述固溶處理的具體條件為，以300-360℃/h的升溫速率升溫至250℃預熱，再以100-150℃/h的升溫速率加熱到處理溫度1120-1140℃，處理時間1.5-2h，并且處理時通入高純Ar氣，Ar的壓力為60-80MPa；隨后，對塑料模具鋼進行淬火處理，具體是以0.8-1.0℃/s的冷卻速度，迅速將所述塑料模具鋼冷卻到220℃以下；隨后，對塑料模具鋼進行再分配處理，具體是迅速將淬火后的塑料模具鋼置入350℃的鹽浴處理環境加熱到保溫3h，隨后空冷至室溫；最后，對塑料模具鋼進行回火處理，具體是以180℃/h升溫速率加熱到340℃保溫2h進行一次回火處理并水冷至室溫。本發明熱處理后的3Cr13馬氏體不銹鋼兼具優良的力學性能和耐腐蝕性能。
【IPC分類】C21D8-00, C21D6-00
【公開號】CN104561482
【申請號】CN201510032278
【發明人】王淼輝, 葛學元, 劉恒三, 范斌, 陳蘊博, 施耀東
【申請人】機械科學研究總院先進制造技術研究中心, 江蘇一洲軋輥有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月22日