LN17模具钢预硬化热处理正交试验

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LN17模具钢预硬化热处理正交试验

汝亚彬、胡永才、康爱军、刘宝石、秋立鹏、王琳、谭凯、郑继辉、于海鹏、赵越

1.抚顺特殊钢股份有限公司（辽宁抚顺    113001)

2.东北特钢集团（辽宁大连    116024)

【摘要】通过L9(34)正交设计试验表进行正交试验，研究LN17模具钢预硬化热处理最优工 艺参数。结果表明，采用1,020℃淬火、630℃回火4h预硬化处理，硬度值为30.2〜30.7HRC, 达到技术标准硬度28〜32HRC的中值。
3 }' {$ n& R" y1 E  h+ F; n4 z关键词：模具钢；正交试验;预硬化处理；硬度
; L$ \* f: n$ u- X( H" A4 w/ O( |1    引言
    LN17模具钢基体为Crl7型马氏体不锈耐酸钢， 具有较高的强度和硬度,此钢对氧化性的酸类以及有机酸水溶液都具有良好的耐腐蚀性能,适宜制造在腐蚀介质作用下的塑料模具和透明塑料制品模具等％ 抚顺特钢科研试制的LN17模具钢新材料，在国内首次用于制作腐蚀介质作用下的高级玻璃制品模具和透明塑料制品模具，新材料可替代进口，满足市场对 高档模具钢新材料国产化需求。
    按客户要求，LN17模具钢材须在钢厂内完成预硬化调质热处理，以硬度28〜32HRC的预硬化状态交货。预硬化LN17模具钢是国内首次科研试制，没有 相关技术资料。通过正交设计试验方法综合分析预硬化热处理 的淬火温度、回火温度、回火时间等工艺参数对钢材 硬度的影响，选出最优参数和优组合方案，用于指导 和优化生产现场的预硬化热处理工艺。
: |. I( G" g2 k5 v9 Y2    试验材料及制备
2.1    试验材料
    由于在玻璃制品成型过程中，模具频繁的与1,100℃ 以上的熔融玻璃接触，经受氧化及热疲劳等作用，同时模具的各接触面由于与玻璃制品的摩擦而被磨损，这 就要求玻璃模具具有抗氧化性、抗热疲劳和耐磨等性 能，其中又以抗氧化性最为重要'因此对该钢种化学成分进行了特别设计，其主要化学成分如表1所示。
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6 n( w# ?- y! k- j1 x2.2    试样制备
    LN17生产工艺流程为:EAF+LF+VOD+ESR工艺冶炼—精快锻联合成材—成品材预硬化处理,在成品 材规格圆钢上切取试片，将试片加工成30x 30x20mm试样20个，试样共分成10组，每组2个。在 实验室高温电炉进行淬火加热，保温30分钟,油淬冷却，再进行高温回火。调质后试样经平面磨床磨削清 除表面氧化和脱碳层，采用实验室TH-300型洛氏硬 度计测定硬度值。
" ^& a# U5 O  P/ U4 M( {3    试验方案和试验结果
9 ~5 Q3 j/ f; G+ s4 u3.1    正交试验设计
" C3 d9 @  p# E" H! i2 a* P, n8 H5 V; d    预硬化调质热处理试样在完成一个工序后,再进 人下一个工序，各因素同时交互作用的影响很少。本试验只考察3个因素对硬度的影响效果，不考察因素间的交互作用。正交试验按照L9(34)正交设计试验表 安排，参照相近的Crl7型不锈钢相关资料,确定淬火温度、回火温度和保温时间各因素的水平值如表2所示。

    试样2个一组进行调质热处理试验，在实验室 TH-300型洛氏硬度试验机上测试硬度，取每个试样3点硬度的平均值，再取2个试样的硬度平均值作为试 验结果。
4 i& ^/ a# t  y  p3.2    L9(34)正交试验方案表和试验结果计算分析
L9(34)正交试验方案的表头如表3所示，正交试验方案和试验结果数据如表4所示。

1 `* }" h1 A1 {+ q% j: X2 k4    极差分析计算和优水平、优组合选择
    对表4的试验结果进行极差分析计算。
4.1    计算尺值尺为各因素同一水平之和，第一列A因素的同一

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5    结论
(1)    LN17模具钢预硬化热处理的优组合工艺参数 为:淬火温度1，020℃：、回火温度630℃、回火时间4h。
(2)    本试验选出的优组合参数用于现场预硬化处 理，试制生产LN17成品材硬度结果全部符合用户需求。
(3)    釆用正交设计试验方法进行工艺优化试验, 可用部分试验来代替全面试验，将试验次数减少2/3 以上。通过对部分试验结果的计算分析，找出最优工 艺参数组合，可达到全面试验的效果。
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