本發(fā)明涉及鍛模的熱處理工藝，具體涉及一種5CrNiMo模具碳氮硫共滲熱處理工藝。
背景技術：
模具是機械、冶金、電子、輕工、國防等部門的重要工藝設備，是保證高效率生產、搞產品質量和降低生產成本的重要手段。
5CrNiMo熱鍛模具鋼作為一種最常用的普通熱鍛模具鋼，在長期使用中因為價格低、塑性好等的特點，被錘鍛模、摩擦壓力機模等廣泛應用；由于現有的常規(guī)熱處理方式處理的5CrNiMo熱鍛模存在高溫易變形、壽命短的缺點，存在被價格高、性能好的4Cr2MoVNi、3Cr3Mo3Vni等優(yōu)質熱鍛模具材料所代替的趨勢，然而，由于4Cr2MoVNi、3Cr3Mo3Vni等優(yōu)質材料的價格昂貴、熱處理需要高溫爐、真空爐等高端設備，造價較高，對批量小、設備落后的現象又不適應。因此，急需一種新的5CrNiMo熱處理工藝，來解決其壽命短的問題。
技術實現要素：
本發(fā)明的目的在于，克服現有技術的不足，提供了一種5CrNiMo模具碳氮硫共滲熱處理工藝，解決了背景技術中常規(guī)熱處理模具壽命短的問題。
為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為：提供一種5CrNiMo模具碳氮硫共滲熱處理工藝，所述熱處理工藝包括如下工藝步驟：
S101：常規(guī)熱處理：將粗車處理后的模具進行常規(guī)熱處理；
S102：精車加工：將粗車熱處理后的模具進行精車加工，獲取精車成品模具；
S103：預熱：將所述精車成品模具加熱至350-370℃，保溫1小時；
S104：鹽?。簩㈩A熱后的模具加熱至520-500℃，保溫2-3小時，然后將模具放入熔融鹽中進行鹽浴，鹽浴時間為1.5-3小時；
S105：回火：將所述鹽浴后的模具用60-80℃的水清洗，然后將清洗后的模具放入回火爐，隨爐降溫至350-370℃保溫1-2小時后，再降溫至180-200℃保溫1-2小時，然后出爐空冷至室溫
優(yōu)選的，所述步驟S101中，常規(guī)熱處理包括：
S1011：預熱：將粗車處理后的模具加熱至580-600℃，保溫3-4小時；
S1012：升溫：將所述預熱處理過的模具繼續(xù)升溫至850-870℃；
S1013：淬火：將所述升溫處理后的模具在850-870℃下保溫6-7小時后預冷至770-790℃，然后油冷至180-190℃出油；
S1014：回火：將所述淬火處理后的模具升溫至260-280℃，保溫4-5小時，然后繼續(xù)升溫至460-480℃，保溫6-7小時，再降溫至200℃以下出爐；
S1015：冷卻：將所述回火處理后的模具空冷至室溫。優(yōu)選的，所述步驟S104中，熔融鹽為在580℃條件下融化后保存10小時的基鹽和再生鹽的混合物。
優(yōu)選的，所述步驟S104中，鹽浴的再生鹽濃度為34%-36%，鹽浴過程中的濃度控制方法包括：
當鹽浴的液面低于初始液面時，補充基鹽，使液面到達初始液面；
每8小時檢測一次再生鹽濃度，當在生鹽的濃度低于使用標準時，按照（標準濃度值-化驗濃度值）*坩堝中的鹽浴總重量/100來計算加入的再生鹽的量，或者每100kg基鹽加1kg再生鹽。
優(yōu)選的，所述濃度控制方法還包括：
若8小時后液面仍未降低，則撈渣，撈渣后觀察液面并檢測再生鹽濃度以補充基鹽和/或再生鹽。
優(yōu)選的，所述步驟S105之后還包括步驟：
S106：清洗：將所述回火后的模具進行清洗，并檢查硬度。
本發(fā)明提供的技術方案可以包括以下有益效果：
本發(fā)明提供一種5CrNiMo模具碳氮硫共滲熱處理工藝，在常規(guī)熱處理的基礎上，對5CrNiMo熱鍛模具鋼進行鹽浴，使其完成碳氮硫共滲，鹽浴1h，滲層厚可達到0.1mm，鹽浴2h，滲層厚可達到0.2mm，提高了模具表面硬度，相對于氣體滲氮的熱處理方式，提高了模具表面硬度，使其不易變形，且壽命提高了60%以上。
附圖說明
為了更清楚的說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單介紹，顯而易見的，對于本領域技術人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例提供的一種5CrNiMo模具碳氮硫共滲熱處理工藝的方法流程圖。
具體實施方式
這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置的例子。
圖1為本發(fā)明提供的一種5CrNiMo模具碳氮硫共滲熱處理工藝的工藝方法流程圖，以下實施例中，均以圖1所述的方法流程為基礎。
實施例1
本實施例提供一種5CrNiMo模具碳氮硫共滲熱處理工藝，所述熱處理工藝包括如下工藝步驟：
S1011：預熱：將粗車處理后的模具加熱至600℃，保溫4小時；
S1012：升溫：將所述預熱處理過的模具繼續(xù)升溫至860℃；
S1013：淬火：將所述升溫處理后的模具在860℃下保溫6小時后預冷至780℃，然后油冷至180℃；
S1014：回火：將所述淬火處理后的模具升溫至280℃，保溫4小時，然后繼續(xù)升溫至480℃，保溫6小時，再降溫至180℃；
S1015：冷卻：將所述回火處理后的模具空冷至60℃；
S102：精車加工：將上述冷卻處理后的模具進行精車加工，獲取精車成品模具；
S103：預熱：將所述精車成品模具加熱至350℃，保溫1小時；
S104：鹽?。簩㈩A熱后的模具加熱至520℃，保溫2小時，然后將模具放入不銹鋼坩堝中鹽浴1.5小時，所述不銹鋼坩堝中有在580℃條件下融化并保持10小時的基鹽和再生鹽的混合物，再生鹽的濃度為34%，且所述熔融鹽的液面高度高于模具的工件深度；沿鹽浴過程中，當鹽浴的液面低于初始液面時，則補充基鹽，使液面到達初始液面；且每過8小時檢測一次再生鹽的濃度，當氮化鹽的濃度低于34%時，按照（34%-化驗濃度值）*坩堝中的鹽浴總重量/100計算加入再生鹽；所述坩堝中鹽浴總重量是指化驗時的基鹽和再生鹽的總重量，比如當化驗濃度為32%，坩堝中鹽浴總重量為100kg時，要加入的再生鹽的量為（34-32）*100/100=2kg；若鹽浴8小時后液面仍未降低，則進行撈渣，撈渣后觀察液面并檢測再生鹽濃度，按照上述方法補充基鹽或者再生鹽，或者同時補充。
S105：回火：將所述鹽浴后的模具用60℃的水清洗，然后將清洗后的模具放入回火爐，隨爐降溫至350℃保溫1小時后，再降溫至180℃保溫1小時，然后出爐空冷至室溫；
S106：清洗：將所述回火后的模具進行清洗，并檢查硬度。
實施例2
本實施例提供一種5CrNiMo模具碳氮硫共滲熱處理工藝，所述熱處理工藝包括如下工藝步驟：
S1011：預熱：將粗車處理后的模具加熱至600℃，保溫4小時；
S1012：升溫：將所述預熱處理過的模具繼續(xù)升溫至860℃；
S1013：淬火：將所述升溫處理后的模具在860℃下保溫6小時后預冷至780℃，然后油冷至180℃；
S1014：回火：將所述淬火處理后的模具升溫至280℃，保溫4小時，然后繼續(xù)升溫至480℃，保溫6小時，再降溫至200℃出爐；
S1015：冷卻：將所述回火處理后的模具空冷至室溫；
S102：精車加工：將上述冷卻處理后的模具進行精車加工，獲取精車成品模具；
S103：預熱：將所述精車成品模具加熱至370℃，保溫1小時；
S104：鹽?。簩㈩A熱后的模具加熱至500-520℃，保溫3小時，然后將模具放入不銹鋼坩堝中鹽浴3小時，所述不銹鋼坩堝中有在580℃條件下融化并保持10小時的基鹽和再生鹽的混合物，其再生鹽濃度為36%，且所述熔融鹽的液面高度高于模具的工件深度；鹽浴過程中，當鹽浴的液面低于初始液面時，則補充基鹽，使液面到達初始液面；且每過8小時檢測一次氮化鹽的濃度，當氮化鹽的濃度低于36%時，按照（36%-化驗濃度值）*坩堝中的鹽浴總重量/100計算加入再生鹽，所述坩堝中鹽浴總重量是指化驗時的基鹽和再生鹽的總重量；比如當化驗濃度為33%，坩堝中鹽浴總重量為100kg時，要加入的再生鹽的量為（36-33）*100/100=3kg；若鹽浴8小時后液面仍未降低，則進行撈渣，撈渣后觀察液面并檢測再生鹽濃度，按照上述方法補充基鹽或者再生鹽，或者同時補充。
S105：回火：將所述鹽浴后的模具用80℃的水清洗，然后將清洗后的模具放入回火爐，隨爐降溫至370℃保溫2小時后，再降溫至200℃保溫2小時，然后出爐空冷至室溫；
S106：清洗：將所述回火后的模具進行清洗，并檢查硬度。
實施例3
本實施例提供一種5CrNiMo模具碳氮硫共滲熱處理工藝，所述熱處理工藝包括如下工藝步驟：
S1011：預熱：將粗車處理后的模具加熱至600℃，保溫4小時；
S1012：升溫：將所述預熱處理過的模具繼續(xù)升溫至870℃；
S1013：淬火：將所述升溫處理后的模具在870℃下保溫7小時后預冷至770℃，然后油冷至180℃；
S1014：回火：將所述淬火處理后的模具升溫至280℃，保溫4小時，然后繼續(xù)升溫至480℃，保溫6小時，再降溫至200℃出爐；
S1015：冷卻：將所述回火處理后的模具空冷至室溫；
S102：精車加工：將上述冷卻處理后的模具進行精車加工，獲取精車成品模具；
S103：預熱：將所述精車成品模具加熱至360℃，保溫1小時；
S104：鹽浴：將預熱后的模具加熱至580℃，保溫180min，然后將模具放入不銹鋼坩堝中鹽浴2小時，所述不銹鋼坩堝中有在580℃條件下融化并保持10小時的基鹽和再生鹽的混合物，其再生鹽濃度為35%，且所述熔融鹽的液面高度高于模具的工件深度；鹽浴過程中，當鹽浴的液面低于初始液面時，則補充基鹽，使液面到達初始液面；且每過8小時檢測一次氮化鹽的濃度，當氮化鹽的濃度低于35%時，按照（35%-化驗濃度值）*坩堝中的鹽浴總重量/100計算加入再生鹽；比如當化驗濃度為31%，坩堝中鹽浴總重量為100kg時，要加入的再生鹽的量為（35-31）*100/100=4kg；若鹽浴8小時后液面仍未降低，則進行撈渣，撈渣后觀察液面并檢測再生鹽濃度，按照上述方法補充基鹽或者再生鹽，或者同時補充。
S105：回火：將所述鹽浴后的模具用80℃的水清洗，然后將清洗后的模具放入回火爐，隨爐降溫至360℃保溫1小時后，再降溫至200℃保溫2小時，然后出爐空冷至100℃；
S106：清洗：將所述回火后的模具進行清洗，并檢查硬度。
實施例4
本實施例提供一種5CrNiMo模具碳氮硫共滲熱處理工藝，所述熱處理工藝包括如下工藝步驟：
S1011：預熱：將粗車處理后的模具加熱至580℃，保溫3小時；
S1012：升溫：將所述預熱處理過的模具繼續(xù)升溫至850℃；
S1013：淬火：將所述升溫處理后的模具在850℃下保溫6小時后預冷至790℃，然后油冷至190℃出油利及回火；
S1014：回火：將所述淬火處理后的模具放爐中升溫至260℃，保溫5小時，然后繼續(xù)升溫至460℃，保溫7小時，再降溫至150℃出爐；
S1015：冷卻：將所述回火處理后的模具空冷至室溫
S102：精車加工：將上述冷卻處理后的模具進行精車加工，獲取精車成品模具；
S103：預熱：將所述精車成品模具加熱至360℃，保溫1小時；
S104：鹽浴：將預熱后的模具加熱至520℃，保溫180min，然后將模具放入不銹鋼坩堝中鹽浴2小時，所述不銹鋼坩堝中有在580℃條件下融化并保持10小時的基鹽和再生鹽的混合物，其再生鹽濃度為35%，且所述熔融鹽的液面高度高于模具的工件深度；鹽浴過程中，當鹽浴的液面低于初始液面時，則補充基鹽，使液面到達初始液面；且每過8小時檢測一次氮化鹽的濃度，當氮化鹽的濃度低于35%時，按照（35%-化驗濃度值）*坩堝中的鹽浴總重量/100計算加入再生鹽；比如當化驗濃度為33%，坩堝中鹽浴總重量為100kg時，要加入的再生鹽的量為（35-33）*100/100=2kg；若鹽浴8小時后液面仍未降低，則進行撈渣，撈渣后觀察液面并檢測再生鹽濃度，按照上述方法補充基鹽或者再生鹽，或者同時補充。
S105：回火：將所述鹽浴后的模具用80℃的水清洗，然后將清洗后的模具放入回火爐，隨爐降溫至360℃保溫1小時后，再降溫至200℃保溫2小時，然后出爐空冷至100℃；
S106：清洗：將所述回火后的模具進行清洗，并檢查硬度。
將采用上述實施例1至實施例4所述的熱處理方法處理過的模具與常規(guī)熱處理方法處理過的模具（對照組）分別進行硬度檢測，檢測結果如下表所示：
表1：硬度檢測對比表
將采用上述實施例1至實施例4所述的熱處理方法處理過的模具分別制備試樣進行金相組織觀察，表面為灰白亮色合金混合組質和過度層，內為馬氏體組質。采用本發(fā)明提供的5CrNiMo模具碳氮硫共滲熱處理工藝處理過的5CrNiMo從動錐齒輪模具，硬度可達到HRC50，與常規(guī)熱處理后的硬度為HRC40- HRC40相比，有明顯提高，采用本發(fā)明的熱處理工藝處理過的模具鍛打2402N4-026被動錐齒輪1300件時模膛無變形，光亮如新，未經鹽浴滲化的鍛打700件就出現磨損，出現飛邊和少量疲勞紋，使用本發(fā)明的工藝處理過的模具壽命提高了60%以上；鹽浴過程中的滲層厚度：1小時鹽浴可達到0.1mm，2小時0.2mm；本發(fā)明熱處理工藝處理后的模具表面干凈光滑、呈灰白色、用后光亮；內金相可達到：回火索氏體2.5級。
以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式，使本領域技術人員能夠理解或實現本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。