一种隔热件的锻造模具及其成型工艺的制作方法

1.本发明涉及金属材料加工技术领域，特别是一种隔热件的锻造模具及其成型工艺。


背景技术：

2.随着人们经济水平的提升，对生活品质也有了较高的要求。汽车作为现代生活不可或缺的一部分。人们对汽车的需求也已经从原来简单的满足日常代步，转变到追求更具舒适上来了。各大汽车汽车厂商，也在满足市场需求上各显身手，其中最基本的一项提升就是隔热降噪，越来越多的汽车加装铝板隔热件。汽车铝板隔热件的应用催生了汽车模具的一些变化，其中最显著的就是汽车隔热件模具压料器导向形式。传统的汽车覆盖件模具，压料器导向通常采用导板形式。由于汽车隔热件零件，形状较为急剧，型面高差大，模具闭合高度低。压料器导向往往无法采用导板导向，只有在压力器内部设置导柱导向。
3.在机械行业诸多产品中，模具被列为重点支持发展的产业，极大地促进了模具工业的发展。热作模具一般是在高温、热冲击等恶劣工作条件下工作的，因此要求热作模具钢具有优良的综合性能。h13钢在600℃以下工作，具有良好的热稳定性和抗热疲劳性能，较好的强韧性结合，但在600℃以上，材料的强度和热稳定性急剧下降，失去了原来的优异性能。而高耐热性的h21钢在高温条件下抗热疲劳性能较差，模具常常因发生龟裂纹而失效，这大大降低了模具的使用寿命，增加了生产成本。
4.针对上述问题，期望提供一种隔热件的锻造模具及其成型工艺。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的在于提供一种隔热件的锻造模具，包括左模具和右模具；
6.所述左模具上设有第一模腔，所述左模具上位于第一模腔的上方设有第一半圆形进口，所述第一半圆形吹气口与第一模腔相连通；
7.所述右模具上设有与第一模腔相匹配的第二模腔，所述第二模腔和第一模腔组成用于成型隔热件的模腔；所述右模具上位于第二模腔的上方设有第二半圆形进口，所述第二半圆形吹气口与第一半圆形吹气口组成圆形进口；
8.所述锻造模具的组分含量按质量分数分别为，c0.35％～0.40％、mn0.40％～0.60％、si0.10％～0.30％、s≤0.003％、p≤0.010％、cr4.75％～5.50％、mo1.75％～1.95％、v0.40％～0.65％、ni ≤0.20％、cu≤0.20％，其余为fe。
9.本发明的另一个目的在于提供一种隔热件的锻造模具的成型工艺，包括以下步骤，
10.s1、电炉冶炼：
11.按照热作模具钢的组分含量进行生铁和合金料的配料，在电炉中熔化冶炼，钢水温度≥1 650℃氧化扒渣，扒渣后加入硅铁合金、石灰、萤石，出钢温度≥1260℃，出钢过程中加铝1 kg/t进行脱氧；
12.s2、浇铸电极坯；
13.s3、电极坯退火：
14.将电极坯进行退火，退火温度710～760℃，保温时间1～1.5min/mm，炉冷至300～350℃出炉；
15.s4、电渣重熔；
16.s5、锻造：
17.将电渣锭加热至1240～1280℃，保温15～30h进行扩散均质化，然后经墩粗拔长锻造开坯，进行x、y和z三个方向多向拔长至成品尺寸，然后一次水冷到坯料芯部温度≤500℃；
18.s6、超细化处理。
19.具体地，步骤s2中具体的工艺为：预热锭模为40～60℃，然后对锭模充入氩气，每个锭模充氩气时间为3～5min，然后撤出氩气管，用盖子将锭模盖好后进行浇铸，浇铸全过程采用加挂石棉布的氩气保护浇铸件进行保护，氩气保护流量为15～26m3/h，浇铸时间为4～8min，电极坯直径为400～908mm，3～5h后脱模。
20.具体地，步骤s4中具体的工艺为：表面抛光，采用氟化钙和氧化铝二元渣系进行冶炼，电渣冶炼稳态阶段的起点熔速值为7～10kg/min，终点熔速值为5.0～8.0kg/min，得到电渣锭，然后停电炉冷80～100min后送锻造工序。。
21.具体地，步骤s6的具体工艺为：将工件置入加热炉中随炉升温至1040～1100℃，保温后，采用直接水冷方式进行冷却。
22.具体地，步骤s6后还包括s7、球化退火：将工件置入退火炉中，加热至830～860℃,保温15～30h，进行球化退火。
23.本发明的一种隔热件的锻造模具及其成型工艺，跟现有技术相比具有以下优点：
24.(1)该产品退火态显微组织结构均匀，有较好的球化组织及细小均匀的晶粒分布，淬回火组织均匀，mo、cr碳化物的细小析出相在使用过程中起着弥散强化作用，提高了材料的性能，使材料具有高韧性、高等向性。该产品可广泛用于隔热件的锻造模具；
25.(2)通过保护气氛冶炼、合适的恒熔速控制、合理的预熔渣选择、电极坯冶炼顺序保证了电渣锭的纯净度，近一步改善结晶组织、成分偏析，尤其是液析碳化物的控制、致密度。
附图说明
26.图1为本实施例中的一种隔热件的锻造模具的结构示意图。
具体实施方式
27.以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。
28.一种隔热件的锻造模具及其成型工艺，包括左模具和右模具；
29.所述左模具上设有第一模腔，所述左模具上位于第一模腔的上方设有第一半圆形进口，所述第一半圆形吹气口与第一模腔相连通；
30.所述右模具上设有与第一模腔相匹配的第二模腔，所述第二模腔和第一模腔组成用于成型隔热件的模腔；所述右模具上位于第二模腔的上方设有第二半圆形进口，所述第
二半圆形吹气口与第一半圆形吹气口组成圆形进口；
31.所述锻造模具的组分含量按质量分数分别为，c0.35％～0.40％、mn0.40％～0.60％、si0.10％～0.30％、s≤0.003％、p≤0.010％、cr4.75％～5.50％、mo1.75％～1.95％、v0.40％～0.65％、ni ≤0.20％、cu≤0.20％，其余为fe。
32.实施例1
33.一种隔热件的锻造模具的成型工艺，包括以下步骤，
34.s1、电炉冶炼：
35.按照热作模具钢的组分含量进行生铁和合金料的配料，在电炉中熔化冶炼，钢水温度16 50℃氧化扒渣，扒渣后加入硅铁合金、石灰、萤石，出钢温度1260℃，出钢过程中加铝1kg/ t进行脱氧；
36.s2、浇铸电极坯：预热锭模为40℃，然后对锭模充入氩气，每个锭模充氩气时间为3min，然后撤出氩气管，用盖子将锭模盖好后进行浇铸，浇铸全过程采用加挂石棉布的氩气保护浇铸件进行保护，氩气保护流量为15m3/h，浇铸时间为4min，电极坯直径为400mm，3h后脱模；
37.s3、电极坯退火：
38.将电极坯进行退火，退火温度710℃，保温时间1min/mm，炉冷至300℃出炉；
39.s4、电渣重熔：表面抛光，采用氟化钙和氧化铝二元渣系进行冶炼，电渣冶炼稳态阶段的起点熔速值为7kg/min，终点熔速值为5.0kg/min，得到电渣锭，然后停电炉冷80min后送锻造工序；
40.s5、锻造：
41.将电渣锭加热至1240℃，保温15h进行扩散均质化，然后经墩粗拔长锻造开坯，进行x、 y和z三个方向多向拔长至成品尺寸，然后一次水冷到坯料芯部温度≤500℃；
42.s6、超细化处理：将工件置入加热炉中随炉升温至1040℃，保温后，采用直接水冷方式进行冷却；
43.s7、球化退火：将工件置入退火炉中，加热至830℃,保温15h，进行球化退火。
44.实施例2
45.一种隔热件的锻造模具的成型工艺，包括以下步骤，
46.s1、电炉冶炼：
47.按照热作模具钢的组分含量进行生铁和合金料的配料，在电炉中熔化冶炼，钢水温度17 00℃氧化扒渣，扒渣后加入硅铁合金、石灰、萤石，出钢温度1300℃，出钢过程中加铝1kg/ t进行脱氧；
48.s2、浇铸电极坯：预热锭模为50℃，然后对锭模充入氩气，每个锭模充氩气时间为4min，然后撤出氩气管，用盖子将锭模盖好后进行浇铸，浇铸全过程采用加挂石棉布的氩气保护浇铸件进行保护，氩气保护流量为20m3/h，浇铸时间为6min，电极坯直径为650mm，4h后脱模；
49.s3、电极坯退火：
50.将电极坯进行退火，退火温度730℃，保温时间1.2min/mm，炉冷至325℃出炉；
51.s4、电渣重熔：表面抛光，采用氟化钙和氧化铝二元渣系进行冶炼，电渣冶炼稳态阶段的起点熔速值为8kg/min，终点熔速值为7kg/min，得到电渣锭，然后停电炉冷90min后
送锻造工序；
52.s5、锻造：
53.将电渣锭加热至1260℃，保温24h进行扩散均质化，然后经墩粗拔长锻造开坯，进行x、y和z三个方向多向拔长至成品尺寸，然后一次水冷到坯料芯部温度≤500℃；
54.s6、超细化处理：将工件置入加热炉中随炉升温至1070℃，保温后，采用直接水冷方式进行冷却；
55.s7、球化退火：将工件置入退火炉中，加热至840℃，保温24h，进行球化退火。
56.实施例3
57.一种隔热件的锻造模具的成型工艺，包括以下步骤，
58.s1、电炉冶炼：
59.按照热作模具钢的组分含量进行生铁和合金料的配料，在电炉中熔化冶炼，钢水温度≥1 650℃氧化扒渣，扒渣后加入硅铁合金、石灰、萤石，出钢温度≥1260℃，出钢过程中加铝1 kg/t进行脱氧；
60.s2、浇铸电极坯：预热锭模为60℃，然后对锭模充入氩气，每个锭模充氩气时间为5min，然后撤出氩气管，用盖子将锭模盖好后进行浇铸，浇铸全过程采用加挂石棉布的氩气保护浇铸件进行保护，氩气保护流量为26m3/h，浇铸时间为8min，电极坯直径为908mm，5h后脱模；
61.s3、电极坯退火：
62.将电极坯进行退火，退火温度710～760℃，保温时间1～1.5min/mm，炉冷至300～350℃出炉；
63.s4、电渣重熔：表面抛光，采用氟化钙和氧化铝二元渣系进行冶炼，电渣冶炼稳态阶段的起点熔速值为7～10kg/min，终点熔速值为5.0～8.0kg/min，得到电渣锭，然后停电炉冷80～ 100min后送锻造工序；
64.s5、锻造：
65.将电渣锭加热至1240～1280℃，保温15～30h进行扩散均质化，然后经墩粗拔长锻造开坯，进行x、y和z三个方向多向拔长至成品尺寸，然后一次水冷到坯料芯部温度≤500℃；
66.s6、超细化处理：将工件置入加热炉中随炉升温至1040～1100℃，保温后，采用直接水冷方式进行冷却；
67.s7、球化退火：将工件置入退火炉中，加热至830～860℃,保温15～30h，进行球化退火。
68.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。