一种Cr12Mo1V1钢的深冷处理工艺

本发明涉及金属热处理，特别涉及一种cr12mo1v1钢的深冷处理工艺。

背景技术：

1、旋压成形是一种利用旋压工具，对装夹于旋压机上的旋转毛料施加压力，使之产生塑性变形，从而成为所需空心回转体零件的工艺方法。旋轮由于长时间承受交变载荷及摩擦力，容易发生崩刃、断齿、烧蚀、点蚀等疲劳失效问题。这直接影响到生产效率和产品质量。

2、cr12mo1v1是一种高碳高铬冷作模具钢，具有高硬度、耐磨性和淬透性，以及具有较好的抗冲击性能，被广泛用于旋压、冲压等金属塑性成形工具。钢中的残余奥氏体的硬度远低于马氏体，其含量过高会引起构件宏观硬度的下降。并且在应变诱导条件下会转变为脆性的一次马氏体。由于在变形过程中一次马氏体与基体的回火马氏体之间的应力不协调，存在明显的应力集中易导致裂纹的萌生。裂纹尖端的高应力场会促使奥氏体向马氏体转变，这也更进一步加剧了该区域的应力集中从而加速疲劳裂纹的扩展，从而造成了生产成本的提高，降低了经济效益。

3、传统的热处理工艺虽然在一定程度上能够改善钢材的性能，但效果有限，且往往伴随着工艺复杂、能耗高等问题。深冷处理作为一种新兴的热处理工艺，通过在极低温度下对钢材进行处理，能够显著改善钢材的微观结构，提高硬度和耐磨性，降低残余奥氏体含量。然而，目前针对cr12mo1v1钢的深冷处理工艺研究尚不充分，缺乏一套成熟、有效的处理工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种cr12mo1v1钢的深冷处理工艺，通过优化处理步骤和参数，显著提高零件的硬度和耐磨性，并且大幅度降低残余奥氏体。

2、为达成上述目的，本发明的解决方案为：一种cr12mo1v1钢的深冷处理工艺，包括如下步骤：

3、s1淬火处理：将cr12mo1v1钢以200～400℃/h的加热速度，逐级升温至1050～1070℃然后保温，保温时间为有效厚度/20mm小时，然后油冷至室温；

4、s2深冷处理：淬火处理后，以25～30℃/h的冷却速度深冷至-120～-150℃后保温，保温时间为有效厚度/5mm小时，然后出炉空冷至室温；

5、s3回火处理：深冷处理后，以70～100℃/h的加热速度升温至520～550℃后保温，保温时间为有效厚度/5mm小时，然后水冷至室温，重复两次；

6、s4超声冲击表层改性：超声冲击表层改性的条件如下：频率为35～40khz，超声冲击头直径为8～10mm，主轴转速为100～120rpm，进给速度为0.1～0.15mm/r，静载荷为500～700n，对回火处理后的试样进行若干次超声冲击表层改性，最终制得样品。

7、进一步，淬火处理时，逐级升温过程为：先升温到700℃，加热速度为200～400℃/h，保温时间为有效厚度/20mm小时，再加热到900℃，加热速度为200～400℃/h，保温时间为有效厚度/20mm小时，最后再加热到1060℃，加热速度为200～400℃/h，保温时间为有效厚度/20mm小时，再油冷至室温后出炉。

8、进一步，步骤s1淬火处理中，以200～400℃/h的加热速度，逐级升温至1060℃然后保温，保温时间2h。

9、进一步，步骤s2深冷处理中，以25℃/h的冷却速度深冷至-150℃后保温，保温时间2h。

10、进一步，步骤s3回火处理中，以70～100℃/h的加热速度升温至520℃后保温2h。

11、进一步，所述淬火处理及回火处理均在电炉中加热。

12、进一步，所述深冷处理的设备为箱式深冷炉。

13、进一步，所述cr12mo1v1钢以质量百分比计，包括c:1.40-1.60％；si:≤0.60％；mn:≤0.60％:cr:11.00-13.00％；mo:0.70-1.20％；v:≤1.10％；p:≤0.03％；co:≤1.00％；fe余量。

14、进一步，所述cr12mo1v1钢的残余奥氏体控制在2～4％。

15、采用上述方案后，本发明的有益效果在于：

16、本发明提供的cr12mo1v1钢深冷处理工艺，通过优化处理步骤和参数，显著提高了钢材的硬度和耐磨性，并且大幅度降低了残余奥氏体含量，为金属塑性成形工具的生产和应用提供了有力支持。该工艺具有操作简便、效果显著、经济实用的优点，对于提高产品质量、降低生产成本、提升企业的经济效益具有重要的促进作用。

17、首先，通过淬火处理，采用特定的加热速度和保温时间，确保cr12mo1v1钢达到理想的组织结构和性能状态。

18、其次，深冷处理通过控制冷却速度和保温时间，有效降低了钢材中的残余奥氏体含量，显著提高了钢材的硬度和耐磨性，即通过深冷处理改变钢材的微观结构，减少了对钢材性能的负面影响。

19、接着，回火处理通过控制加热速度和保温时间，进一步稳定了钢材的组织结构，提高了其综合性能。重复两次回火处理，确保了钢材性能的均匀性和稳定性。

20、最后，超声冲击表层改性通过特定频率、超声冲击头直径、主轴转速、进给速度和静载荷等条件，对回火处理后的试样进行超声冲击，实现了对钢材表层的改性处理。这一步骤不仅进一步提高了钢材的硬度和耐磨性，还增强了其疲劳寿命，显著提升了钢材的综合性能。

技术特征：

1.一种cr12mo1v1钢的深冷处理工艺，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种cr12mo1v1钢的深冷处理工艺，其特征在于：淬火处理时，逐级升温过程为：先升温到700℃，加热速度为200～400℃/h，保温时间为有效厚度/20mm小时，再加热到900℃，加热速度为200～400℃/h，保温时间为有效厚度/20mm小时，最后再加热到1060℃，加热速度为200～400℃/h，保温时间为有效厚度/20mm小时，再油冷至室温后出炉。

3.如权利要求1所述的一种cr12mo1v1钢的深冷处理工艺，其特征在于：步骤s1淬火处理中，以200～400℃/h的加热速度，逐级升温至1060℃然后保温，保温时间2h。

4.如权利要求1所述的一种cr12mo1v1钢的深冷处理工艺，其特征在于：步骤s2深冷处理中，以25℃/h的冷却速度深冷至-150℃后保温，保温时间2h。

5.如权利要求1所述的一种cr12mo1v1钢的深冷处理工艺，其特征在于：步骤s3回火处理中，以70～100℃/h的加热速度升温至520℃后保温2h。

6.如权利要求1所述的一种cr12mo1v1钢的深冷处理工艺，其特征在于：所述淬火处理及回火处理均在电炉中加热。

7.如权利要求1所述的一种cr12mo1v1钢的深冷处理工艺，其特征在于：所述深冷处理的设备为箱式深冷炉。

8.如权利要求1所述的一种cr12mo1v1钢的深冷处理工艺，其特征在于：所述cr12mo1v1钢以质量百分比计，包括c:1.40-1.60％；si:≤0.60％；mn:≤0.60％:cr:11.00-13.00％；mo:0.70-1.20％；v:≤1.10％；p:≤0.03％；co:≤1.00％；fe余量。

9.如权利要求1所述的一种cr12mo1v1钢的深冷处理工艺，其特征在于：所述cr12mo1v1钢的残余奥氏体控制在2～4％。

技术总结本发明公开一种Cr12Mo1V1钢的深冷处理工艺，包括如下步骤：淬火处理：将Cr12Mo1V1钢以200～400℃/h的加热速度，逐级升温至1050～1070℃然后保温，保温时间为有效厚度/20mm小时，然后油冷至室温；深冷处理：淬火处理后，以25～30℃/h的冷却速度深冷至‑120～‑150℃后保温，保温时间为有效厚度/5mm小时，然后出炉空冷至室温；回火处理：深冷处理后，以70～100℃/h的加热速度升温至520～550℃后保温，保温时间为有效厚度/5mm小时，然后水冷至室温，重复两次；超声冲击表层改性：频率为35～40KHz，超声冲击头直径为8～10mm，主轴转速为100～120rpm，进给速度为0.1～0.15mm/r，静载荷为500～700N，对试样进行若干次超声冲击表层改性，最终制得样品。本发明通过优化处理步骤和参数，显著提高零件的硬度和耐磨性，并且大幅度降低残余奥氏体。技术研发人员：许志龙,刘语宏,蒋清山,李毅,陈俊英,陈秀玉,查旭明,翁建春受保护的技术使用者：集美大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5