本發(fā)明屬于模具鋼技術領域，具體涉及一種大型CG738模具鋼熱處理方法。

　　背景技術：

　　大型鍛件的特點是：形大體重，生產(chǎn)時質(zhì)量要求高，只能單件、小批量生產(chǎn)，并且產(chǎn)品生產(chǎn)周期長，技術條件苛刻。我國目前的重型裝備制造業(yè)中，對大型鍛件的需求量很大，對其質(zhì)量要求也很高，尤其是各類高強度、高精度鍛件目前尚需進口，這已成為我國重型裝備制造業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。

　　大型鍛件的生產(chǎn)從冶煉、鑄錠、鍛造、鍛造后熱處理到性能熱處理，要經(jīng)過很多道工序，每一道工序都影響鍛件的質(zhì)量，稍有偏差就可能引起缺陷，生產(chǎn)的難度很大，而且需要一次成功，這就要求生產(chǎn)前充分做好技術準備工作。重視與加強大型鍛件的生產(chǎn)，提高質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，對于促進重型機械產(chǎn)品生產(chǎn)，發(fā)展工農(nóng)業(yè)，鞏固國防，具有重要意義。對鍛件進行熱處理，不僅保證鍛造變形時有良好的塑性和低的變形抗力，而且對鍛造后的組織和性能也有很大影響。另外，通過熱處理的作用，鍛件的某部分缺陷會得到彌補，使鍛件的各種性能指標仍然能夠滿足工業(yè)發(fā)展的要求。在熱處理階段，鍛件的溫度會不斷地發(fā)生變化，與此同時，其組織結構、力學性能、導熱性和外形尺寸等都隨之發(fā)生變化，這些變化將直接影響到鍛件的鍛造性能和鍛件的質(zhì)量。

　　淬火熱處理作為改變和提高材料性能的重要手段，在汽車、航空、運輸、建筑及其它制造業(yè)領域中有著廣泛而重要的應用?；诂F(xiàn)有的知識，比如相圖和淬透性曲線，已經(jīng)可以對淬火工藝進行可靠的設計。隨著塑料產(chǎn)量的提高和應用領域的擴大，對塑料模具提出了越來越高的要求，促進了塑料模具的不斷發(fā)展。目前塑料模具正朝著高效率、高精度、高壽命方向發(fā)展，推動了塑料模具材料迅速發(fā)展。而廣泛應用的塑料模具鋼材CG738已經(jīng)提出新的要求，不然只能采用進口的高性能鋼材來替代，所以其CG738鋼的熱處理工藝有待進一步優(yōu)化改善。

　　公開號為“CN105695703A”，發(fā)明名稱為“一種模具鋼熱處理工藝”，公開了一種7Cr7Mo2V2Si高強韌性冷作模具鋼預備熱處理和淬火及回火的兩火直接熱處理工藝方法，從介紹的參數(shù)來看，僅對該模具鋼的硬度和耐磨性值提升有些效果，但很難達到材料內(nèi)外熱處理過程冷卻速度控制基本一致，組織和性能均勻性很難保障。

　　申請?zhí)枮椤?00610049263.7”，發(fā)明名稱為“一種新型鉻鋼系模具鋼及其熱處理工藝”，公開了一種Cr8Mo2V1Si模具的制造方法，然后簡單地描述了其經(jīng)三火加熱的加熱溫度和保溫時間參數(shù)，很難體現(xiàn)淬火速度的控制，及控制均勻性保障也未體現(xiàn)。

　　申請?zhí)枮椤?01410721290.9”，發(fā)明名稱為“一種3Cr2Mo模具鋼熱處理工藝”，公開了一種3Cr2Mo模具鋼熱處理工藝操作步驟，也是利用前期的高溫退火加淬火及回火、及滲碳工藝，可歸為兩火或三火加熱的熱處理工藝，重點為提高表面熱硬度及耐磨性，均勻性控制、內(nèi)外差異也無法體現(xiàn)和實現(xiàn)。

　　技術實現(xiàn)要素：

　　針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種大型的CG738模具鋼不同淬火介質(zhì)組合復雜循環(huán)的新型熱處理工藝，該熱處理方法能改善CG738模具鋼組織、斷面硬度值均勻性，提高模具鋼工件尺寸穩(wěn)定性等。

　　本發(fā)明模具鋼的熱處理方法，包括以下步驟：

　　a、加熱：加熱溫度870～930℃，加熱時間8～26h；

　　b、淬火：淬火熱處理為先出爐空冷2～3min，噴霧冷2～4min，然后噴水冷至表面溫度700℃，風冷1～3min，然后噴霧冷至表面溫度500℃，再風冷3～5min，然后繼續(xù)噴水冷至200℃，出熱處理槽空冷；

　　c、回火：回火溫度為520～600℃，回火時間為12～34h，沿寬度和厚度方向切取/開的橫斷面硬度為33～35HRC。

　　進一步的，上述模具鋼的熱處理方法，其中a步驟中加熱溫度為880℃，加熱時間為12h。

　　進一步的，上述模具鋼的熱處理方法，其中b步驟中淬火熱處理為先出爐空冷2.5min，噴霧冷3min，然后噴水冷至表面溫度700℃，風冷2min，然后噴霧冷至表面溫度500℃，再風冷4min，然后繼續(xù)噴水冷至200℃，出熱處理槽空冷。

　　上述模具鋼的熱處理方法，其中所述噴霧冷中噴霧壓力為5～8MPa；優(yōu)選為6.2MPa。

　　上述模具鋼的熱處理方法，其中所述風冷風速為2～4m/s；優(yōu)選為2.5m/s。

　　上述模具鋼的熱處理方法，其中所述噴水冷的水壓為7～16MPa；優(yōu)選為12MPa。

　　進一步的，上述模具鋼的熱處理方法，其中c步驟回火溫度為540℃，回火時間為16h，橫斷面硬度為33.5～35HRC。

　　本發(fā)明的一種CG738模具鋼熱處理方法，采用了不同介質(zhì)多次淬火工藝，對工件內(nèi)外晶粒細化等級趨于基本一致，能改善CG738模具鋼的組織、斷面硬度值均勻性，根據(jù)斷面尺寸厚度可調(diào)節(jié)上述溫度、時間參數(shù)，在實際生產(chǎn)中能夠保證產(chǎn)品保持較高的性能和尺寸穩(wěn)定性。

　　具體實施方式

　　本發(fā)明模具鋼的熱處理方法，包括以下步驟：

　　a、加熱：加熱溫度870～930℃，加熱時間8～26h；

　　b、淬火：淬火熱處理為先出爐空冷2～3min，噴霧冷2～4min，然后噴水冷至表面溫度700℃，風冷1～3min，然后噴霧冷至表面溫度500℃，再風冷3～5min，然后繼續(xù)噴水冷至200℃，出熱處理槽空冷；

　　c、回火：回火溫度為520～600℃，回火時間為2～4h，沿寬度和厚度方向切取/開的橫斷面硬度為33～35HRC。

　　鍛件通過大型電加熱爐加熱，其溫度由溫度控制器控制，通過熱電偶傳感器測得鍛件在爐壁兩側、上下兩面上各4個不同位置的溫度點合計24個，傳送到溫度變送器上實現(xiàn)反饋控制，從而保障爐內(nèi)溫升的均勻性。

　　進一步的，上述模具鋼的熱處理方法，其中a步驟中加熱溫度為880℃，加熱時間為12h。

　　進一步的，上述模具鋼的熱處理方法，其中b步驟中淬火熱處理為先出爐空冷2.5min，噴霧冷3min，然后噴水冷至表面溫度700℃，風冷2min，然后噴霧冷至表面溫度500℃，再風冷4min，然后繼續(xù)噴水冷至200℃，出熱處理槽空冷。

　　上述模具鋼的熱處理方法，其中所述噴霧冷中噴霧壓力為5～8MPa；優(yōu)選為6.2MPa。

　　上述模具鋼的熱處理方法，其中所述風冷風速為2～4m/s；優(yōu)選為2.5m/s。

　　上述模具鋼的熱處理方法，其中所述噴水冷的水壓為7～16MPa；優(yōu)選為12MPa。

　　進一步的，上述模具鋼的熱處理方法，其中c步驟回火溫度為540℃，回火時間為16h，橫斷面硬度為33.5～35HRC。

　　本發(fā)明采用多介質(zhì)多工步循環(huán)淬火方法，熱處理后產(chǎn)品硬度、組織均勻性更好。

　　下面結合實施例對本發(fā)明的具體實施方式做進一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。

　　實施例1

　　一種550×1100mm斷面CG738模具鋼熱處理工藝，該鍛件通過大型電加熱爐加熱，其溫度由溫度控制器控制，通過熱電偶傳感器測得鍛件在爐壁兩側、上下兩面上各4個不同位置的溫度點合計24個，傳送到溫度變送器上實現(xiàn)反饋控制，保障爐內(nèi)溫升的均勻性，包含以下步驟：

　　CG738模具鋼鍛后空冷，在淬火熱處理中用到了空氣冷、風冷、噴霧冷、水冷等四種淬火介質(zhì)，噴霧壓力用6.2MPa，風冷風速2.5m/s，實現(xiàn)本發(fā)明目的涉及的CG738模具鋼熱處理工藝技術方案，具體為：

　　(1)加熱溫度880℃，加熱時間12h，

　　(2)淬火：出爐空冷2.5min，噴霧冷3min，然后噴水冷至表面中心溫度700℃，風冷2min，然后噴霧冷至表面溫度500℃，再風冷4min，然后繼續(xù)噴水冷至表面中心溫度為200℃，出熱處理槽空冷；

　　(3)回火：540℃回火，回火時間16h，橫斷面硬度為33.5～35HRC。

　　斷面晶粒級別為5.8級。

　　實施例2

　　一種880×1260mm斷面CG738模具鋼熱處理工藝，該鍛件通過大型電加熱爐加熱，其溫度由溫度控制器控制，通過熱電偶傳感器測得鍛件在爐壁兩側、上下兩面上各4個不同位置的溫度點合計24個，傳送到溫度變送器上實現(xiàn)反饋控制，保障爐內(nèi)溫升的均勻性，包含以下步驟：

　　CG738模具鋼鍛后空冷，在淬火熱處理中用到了空氣冷、風冷、噴霧冷、水冷等四種淬火介質(zhì)，噴霧壓力用8MPa，風冷風速3m/s，實現(xiàn)本發(fā)明目的涉及的CG738模具鋼熱處理工藝技術方案，具體為：

　　(1)加熱溫度920℃，加熱時間18h，

　　(2)淬火：出爐空冷2min，噴霧冷4min，然后噴水冷至表面中心溫度700℃，風冷3min，然后噴霧冷至表面溫度500℃，再風冷5min，然后繼續(xù)噴水冷至表面中心溫度為200℃，出熱處理槽空冷；

　　(3)回火：570℃回火，回火時間28h，橫斷面硬度為33～35HRC。

　　斷面晶粒級別為5.4級。

　　本發(fā)明實施例1至2通過對鍛后加熱的模具鋼錠在熱處理控制槽中，循環(huán)采用不同淬火介質(zhì)組合變化，無需多火加熱熱處理，能耗低，生產(chǎn)效率高，同時，組合式淬火有利于提高淬火冷卻的均勻性和減少工件變形，熱處理后斷面邊心部硬度差值控制在2HRC左右水平；成功解決了攀長鋼大型模具鋼鍛件硬度不均、易產(chǎn)生體積形變等問題，提高了產(chǎn)品的一次合格率；同時，由于無需經(jīng)多次加熱后熱處理，降低能源消耗、表面氧化燒損，提高了產(chǎn)品表面質(zhì)量，可以起到降本增效的經(jīng)濟作用，具有在攀長鋼其他鍛件熱處理產(chǎn)品及國內(nèi)同行業(yè)推廣應用的市場前景。

　　對比例1

　　一種550×1100mm斷面CG738模具鋼熱處理工藝，具體為：

　　CG738模具鋼鍛后空冷，在淬火熱處理中用到的淬火介質(zhì)為空氣冷，實現(xiàn)本發(fā)明目的涉及的CG738模具鋼熱處理工藝技術方案，包含以下步驟：

　　(1)加熱溫度880℃，加熱時間12h，

　　(2)淬火：出爐直接空冷至200℃，再出熱處理槽空冷；

　　(3)回火：540℃回火，回火時間16h，橫斷面硬度為23～28HRC。

　　斷面晶粒級別為4.6級。

　　對比例2

　　一種880×1260mm斷面CG738模具鋼熱處理工藝，具體為：

　　CG738模具鋼鍛后空冷，在淬火熱處理中用到的淬火介質(zhì)為油冷，實現(xiàn)本發(fā)明目的涉及的CG738模具鋼熱處理工藝技術方案，包含以下步驟：

　　(1)加熱溫度880℃，加熱時間18h，

　　(2)淬火：油冷淬火后至200℃，再出熱處理槽空冷；

　　(3)回火：570℃回火，回火時間28h，橫斷面硬度為34～38HRC。

　　斷面晶粒級別為6.3級。