[发明专利]一种提高热轧剪刃用H13钢强韧性的热处理工艺

说明书

本发明涉及一种提高热轧剪刃用H13钢强韧性的热处理工艺，属于模具钢热处理技术领域。所述热轧剪刃用H13钢厚度为35～70mm，其具体工艺为：将H13钢加热至1080～1100℃，保温25～35min，出炉冷却；然后加热至780～820℃，保温2～2.5h，出炉空冷至室温；之后入真空加热炉，加热至1040～1060℃，保温30～40min，出炉冷却；最后于300～350℃保温2～2.5h，空冷至室温，进行三次回火即完成热处理工艺。经过上述热处理工艺生产的H13钢在心部取样，制成V‑型缺口夏比冲击试样，经检测其冲击功≥9.0J，硬度52～56HRC。

技术领域

本发明属于模具钢热处理技术领域，具体涉及一种提高热轧剪刃用H13钢强韧性的热处理工艺。

背景技术

剪切刀具是轧钢行业重要的机械备件，热轧剪刃产品质量直接影响轧制产品质量、成材率和生产效率。H13钢具有较高的热强性、较高的韧性、优良的抗热疲劳性以及综合力学性能，被广泛应用于冷热剪刃制造业。随着控轧控冷等轧钢技术不断进步，对剪刃质量要求越来越高，H13钢热剪刃在使用过程中，常由于强韧性匹配不佳，造成崩刃、堆刃等早期失效，降低剪刃使用寿命。因此，通过热处理手段提高H13钢强韧性是提高剪刃产品寿命的重要途径，对提高轧材产品质量和降低生产成本均具有重要意义。

H13钢热轧剪刃常规的热处理工艺是退火+淬火+二次高温回火，获得回火索氏体组织，硬度范围在48-52HRC，同时，高温回火易引起马氏体板条和碳化物粗化，在使用过程中常由于强度较低引起堆刃等早期失效。本发明提供一种适用于H13剪刃用钢热处理工艺：高淬高回+淬火+三次低温回火，通过剪刃预处理和淬回火工艺协同设计，获得回火马氏体组织，硬度范围在52-56HRC，提高晶粒与组织均匀性，获得强韧性匹配，满足产品使用要求。

发明内容

本发明提供一种提高热轧剪刃用H13钢强韧性的热处理工艺，该工艺可获得碳化物弥散分布，回火马氏体细小的H13钢组织，避免碳化物及马氏体板条粗化，显著提高材料组织的均匀性和强韧性。

为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案是：

一种提高热轧剪刃用H13钢强韧性的热处理工艺，所述热轧剪刃用H13钢厚度为35～70mm，其热处理工艺包括高温淬火、高温回火、真空淬火、低温回火四个步骤，具体工艺如下：

（1）高温淬火：将H13钢装入加热炉，随炉加热至1080～1100℃，保温25～35min，出炉风冷或油冷；

（2）高温回火：将步骤（1）处理后的H13钢装入加热炉，随炉加热至780～820℃，保温2～2.5h，出炉空冷至室温；

（3）真空淬火：将步骤（2）处理后的H13钢进行粗加工后，装入真空加热炉，随炉加热至1040～1060℃，保温30～40min，出炉气冷或油冷；此处粗加工指刀具的铣削、打孔等机械加工，满足刀具尺寸、外形要求；

（4）低温回火：将步骤（3）处理后的H13钢装入加热炉，随炉加热至300～350℃，保温2～2.5h，空冷至室温，即完成一次回火，再重复此步骤的操作两次，共进行三次回火即完成热处理工艺。

所述高温淬火步骤，还包括H13钢装入加热炉后，先随炉加热至800～850℃，保温40～60min，然后再升温至1080～1100℃保温。

所述高温淬火步骤，出炉风冷或油冷至≤100℃。

所述真空淬火步骤，出炉气冷或油冷至≤100℃。

经过上述热处理工艺生产的H13钢在心部取样，加工成10mm×10mm×55mm的V-型缺口夏比冲击试样，经检测其冲击功≥9.0J，硬度52～56HRC。

本发明将H13钢在1080～1100℃保温25～35min，一方面利用高温扩散，进一步均匀成分，减轻消除带状偏析；另一方面通过碳化物充分回溶再析出，提高碳化物分布均匀性，获得均匀细小的单一隐晶马氏体组织，避免珠光体类型不同和碳化物形貌差异给后续热处理带来的影响。