本發(fā)明涉及一種鍛件的鍛造與鍛后處理工藝，尤其是一種cr12mov鋼的鍛造熱處理方法。

　　背景技術(shù)

　　現(xiàn)代工業(yè)，模具先行，模具的形狀決定著產(chǎn)品的外形，模具生產(chǎn)水平的高低，是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。模具工業(yè)要上水平，材料應(yīng)用是關(guān)鍵，模具材料性能的好壞，使用壽命的長(zhǎng)短，直接影響加工產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的效益。cr12mov是我國(guó)廣泛使用的冷作模具鋼，屬于萊氏體鋼，組織中共晶碳化物枝晶非常發(fā)達(dá)。這些粗大的共晶碳化物在加熱時(shí)很難溶入奧氏體，偏析很大，嚴(yán)重影響了鋼的力學(xué)性能與模具的使用壽命。因此需要經(jīng)過充分的鍛造將共晶碳化物打碎，并使其分布均勻。但是其塑性差，導(dǎo)熱性差，在鍛造加熱過程中溫度控制不當(dāng)，容易發(fā)生過熱、過燒等組織缺陷。同時(shí)由于鋼錠心部存在的大量偏析和網(wǎng)狀碳化物，鍛造時(shí)心部容易產(chǎn)生裂紋，鍛造難度大。在生產(chǎn)中，往往由于傳統(tǒng)的鍛造工藝及鍛后處理制度不能消除大塊狀碳化物或嚴(yán)重的網(wǎng)狀碳化物，使得模具鋼在沖壓過程中達(dá)不到預(yù)計(jì)壽命便開裂，從而失效無法使用。

　　技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

　　本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能有效地消除大塊狀碳化物和破碎網(wǎng)狀碳化物的cr12mov鋼的鍛造熱處理方法。

　　為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：其包括加熱、鍛造和熱處理工序，所述加熱工序：采用三段式加熱；第一段加熱為升溫至600～650℃保溫2～4小時(shí)；第二段加熱為升溫至800～900℃保溫3～5小時(shí)；第三段加熱為升溫至1150～1170℃保溫2～3小時(shí)；

　　所述鍛造工序：采用兩輕一重和反復(fù)鐓拔工藝，控制鍛造溫度為900～1100℃；

　　所述熱處理工序：鍛件在950～970℃保溫1～2小時(shí)，出爐空冷至室溫20～30℃；然后將鍛件冷卻至≤0℃保溫3～6小時(shí)，升溫至20～30℃；再升溫至850～870℃保溫3～4小時(shí)；然后隨爐冷卻至700～720℃，進(jìn)行700～720℃→730～750℃→700～720℃三段等溫球化退火，每段2～3小時(shí)；最后隨爐冷卻至450～550℃出爐。

　　本發(fā)明所述鍛造工序中兩輕一重工藝為：當(dāng)鍛造溫度＞1050℃時(shí)，控制壓下量≤50mm；當(dāng)鍛造溫度在950～1050℃時(shí)，控制壓下量在70～120mm；當(dāng)鍛造溫度＜950℃時(shí)，控制壓下量≤50mm。

　　本發(fā)明所述加熱工序中，第一段加熱的升溫速度為40～50℃/h；第二段加熱的升溫速度為60～70℃/h；第三段加熱的升溫速度為80～100℃/h。

　　本發(fā)明所述熱處理工序中，以50～100℃/h的降溫速度冷卻至零度及以下；以50～100℃/h的升溫速度升溫至20～30℃；以80～100℃/h的速率升溫至850～870℃。

　　采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明通過鍛前充分的預(yù)熱，降低了鍛件因熱應(yīng)力產(chǎn)生開裂風(fēng)險(xiǎn)；鍛造時(shí)反復(fù)鐓拔和兩輕一重的鍛壓方式，一方面可以充分破碎網(wǎng)狀共晶碳化物，另一方面又可以避免因錘擊過猛、鍛造升溫造成的鍛件心部溫度上升至共晶熔化溫度以上導(dǎo)致組織過熱、過燒；鍛造完成后熱送至950～970℃爐內(nèi)保溫，可以充分釋放鍛造引起的內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)一步降低鍛坯開裂的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還可以細(xì)化鍛造時(shí)長(zhǎng)大的奧氏體晶粒，并有利于大塊狀尖角碳化物的鈍化和小塊碳化物的溶解，緩解和減輕了碳化物團(tuán)聚和尖角造成的鍛造應(yīng)力集中，降低了脆性，提高了韌度；隨后進(jìn)行的零度及以下的冷處理，使部分殘余奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，同時(shí)從馬氏體中析出了大量細(xì)小的二次碳化物，從而使基體中碳化物分布更均勻、更細(xì)小；隨后進(jìn)行的長(zhǎng)時(shí)間低溫奧氏體化及三段式等溫球化進(jìn)一步鈍化大塊狀尖角碳化物、打斷網(wǎng)狀碳化物鏈、使冷處理過程中析出的細(xì)小二次碳化物長(zhǎng)大以及消除粗大組織遺傳，碳化物分布均勻、圓潤(rùn)。本發(fā)明使cr12mov鋼的碳化物細(xì)化、棱角鈍化，大塊狀尖角碳化物得到消除，奧氏體組織細(xì)小，并使網(wǎng)狀碳化物得到充分破碎，從而使鋼的沖擊韌性明顯提高，大大延長(zhǎng)了使用壽命。

　　附圖說明

　　下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

　　圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所得cr12mov鋼的金相組織；

　　圖2是常規(guī)工藝所得cr12mov鋼的金相組織。

　　具體實(shí)施方式

　　實(shí)施例1－9：本cr12mov鋼的鍛造熱處理方法包括加熱、鍛造和熱處理工序，各工序工藝如下所述：

　　（1）加熱工序：將鍛件放入加熱爐，進(jìn)行三段式加熱；首先以40～50℃/h的升溫速度加熱至600～650℃，保溫2～4小時(shí)；然后以60～70℃/h的升溫速度加熱至800～900℃，保溫3～5小時(shí)；最后以80～100℃/h的升溫速度加熱至1150～1170℃，保溫2～3小時(shí)。各實(shí)施例加熱工序的具體工藝參數(shù)見表1。

　　表1：加熱工序的工藝參數(shù)

　　（2）鍛造工序：鍛件保溫完成后將鍛件取出進(jìn)行鍛造加工，在鍛造時(shí)要兩輕一重，反復(fù)鐓拔。

　　在進(jìn)行鐓拔鍛造時(shí)鍛件溫度要始終控制在鍛造溫度區(qū)間內(nèi)，始鍛溫度為1050～1100℃，終鍛溫度為900～920℃；控制鍛造溫度為900～1100℃，當(dāng)鍛件溫度低于900℃時(shí)，立即停止鍛造，回爐加熱，鍛造溫度的嚴(yán)格控制可以最大程度的降低鍛件開裂的風(fēng)險(xiǎn)，提高鍛件質(zhì)量。

　　所述兩輕一重是在鍛件鐓拔時(shí)，根據(jù)鍛造溫度來控制鐓拔量。當(dāng)鍛造溫度＞1050℃時(shí)，控制壓下量不超過50mm；當(dāng)鍛造溫度在950～1050℃時(shí)，控制壓下量在70～120mm；當(dāng)鍛造溫度＜950℃時(shí)，控制壓下量不超過50mm；上述合理的壓下量可以避免鍛造時(shí)裂紋的產(chǎn)生。各實(shí)施例鍛造工序的具體工藝參數(shù)見表2。

　　表2：鍛造工序的工藝參數(shù)

　　（3）熱處理工序：a、鍛造完成后，將鍛件熱送至爐溫950～970℃的爐內(nèi)，保溫1～2小時(shí)，出爐空冷至20～30℃；然后將鍛件以50～100℃/h的降溫速度緩慢冷卻至零度及以下進(jìn)行冷處理，保溫3～6小時(shí)；再以50～100℃/h的升溫速度緩慢升溫至20～30℃。各實(shí)施例熱處理工序上述工藝過程的具體工藝參數(shù)見表3。

　　表3：熱處理工序上述工藝過程的工藝參數(shù)

　　b、然后將鍛件以80～100℃/h的升溫速度加熱至850～870℃，保溫3～4小時(shí)。再將鍛件隨爐冷卻至700～720℃，進(jìn)行700～720℃→730～750℃→700～720℃三段等溫球化退火，每段2～3小時(shí)。等溫球化完成后，將鍛件隨爐冷卻至450～550℃出爐，置于空氣中自然冷卻。各實(shí)施例熱處理工序上述工藝過程的具體工藝參數(shù)見表4。

　　表4：熱處理工序上述工藝過程的工藝參數(shù)

　　（4）圖1為實(shí)施例1所得cr12mov鋼的金相組織，圖2為采用常規(guī)鍛造和鍛后處理工藝（鍛后緩冷，未進(jìn)行960℃保溫處理及-80℃保溫處理）所得cr12mov鋼的金相組織。對(duì)比圖1、圖2可以發(fā)現(xiàn)，采用本方法可以有效破碎共晶碳化物，并使大塊狀碳化物邊角鈍化，小塊碳化物數(shù)量多，并且分布均勻，邊角圓潤(rùn)；而采用常規(guī)鍛造及鍛后處理工藝，即鍛造完成后，不在960℃及-80℃下保溫處理，直接進(jìn)行鍛后緩冷，再進(jìn)行三段式球化退火處理的cr12mov鋼，其大塊碳化物尖角明顯，并未完全得到鈍化，小塊碳化物數(shù)量少，且分布不均勻。表5為各實(shí)施例所得cr12mov鋼和對(duì)比例常規(guī)工藝處理后cr12mov鋼的v型缺口夏比沖擊實(shí)驗(yàn)的沖擊功（），試樣a、b、c為平行樣。

　　表5：各實(shí)施例和對(duì)比例的沖擊功