寬厚板支承輥的熱處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬厚板支承輥的熱處理方法，用于對(duì)輥身長(zhǎng)度為3500～4300mm的支承輥工件輥身表面進(jìn)行熱處理，包括如下步驟：第一步，預(yù)熱；第二步，差溫加熱；先將差溫爐在800～850℃的溫度下空燒≥4小時(shí)后，將預(yù)熱后的工件轉(zhuǎn)入差溫爐；再升溫至1000～1050℃，進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間2～5小時(shí)；然后降溫至900～950℃，進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為2～6小時(shí)；第三步，噴霧淬火；第四步，回火。本發(fā)明能夠提高支承輥的耐磨性和使用壽命，使支承輥輥身表面具有良好的硬度與耐磨性，且輥身芯部與輥頸保持原有良好的綜合機(jī)械性能；同時(shí)改變了傳統(tǒng)大型寬厚板支承輥臺(tái)車爐不透燒整體加熱淬火的工藝方式，減少了回火次數(shù)，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】寬厚板支承輥的熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鍛鋼的熱處理方法，具體涉及一種寬厚板支承輥的熱處理方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]寬厚板軋機(jī)是帶有支承輥的四輥軋機(jī)，軋制載荷通過工作輥、中間輥傳遞給支承輥并最終由支承輥承擔(dān)。支承輥的作用就是支撐工作輥使其減小工作輥的彎曲變形從而提聞板厚精度和板形質(zhì)量。
[0003]輥身長(zhǎng)度為3500~4300mm的大型鍛鋼寬厚板支承輥是軋輥產(chǎn)品中尺寸大、制造難度高的品種，具有高技術(shù)含量、高附加值的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于船艦、高壓容器、大口徑石油管、鍋爐、海洋開發(fā)和機(jī)械制造等方面，是現(xiàn)代化建設(shè)不可缺少的極為重要的鋼材品種。近年來隨著四輥可逆寬厚板軋機(jī)的迅速增加，高硬度寬厚板軋機(jī)支承輥的需求量不斷增加，同時(shí)對(duì)寬厚板支承輥的冶金質(zhì)量、支承輥材質(zhì)、淬硬層深度、輥身硬度均勻性、特大型支承輥制造技術(shù)的要求越來越高。其中最終熱處理是決定支承輥工作層組織、硬度分布、應(yīng)力分布和使用性能的關(guān)鍵工序，也是支承輥制造的核心所在。傳統(tǒng)最終熱處理主要有差溫?zé)崽幚?、臺(tái)車爐不透燒加熱淬火及工頻整體感應(yīng)加熱淬火。
[0004]大型鍛鋼寬厚板支承輥由于工件尺寸大、重量大，輥身表面硬度、淬硬層深度要求較高，并且受加熱設(shè)備所限，一般采用臺(tái)車爐不透燒加熱淬火作為最終性能熱處理。支承輥通過普通臺(tái)車式煤氣爐快速升溫并適當(dāng)保持后出爐噴霧淬火，由于支承輥輥頸一并爐內(nèi)加熱，噴霧淬火時(shí)需要增加保護(hù)輥頸措施，整體回火后還需二次回火，以保證輥頸的機(jī)械性能要求，因此現(xiàn)有的熱處理方法生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種寬厚板支承輥的熱處理方法，它可以提高
生產(chǎn)效率。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明寬厚板支承輥的熱處理方法的技術(shù)解決方案為:
[0007]用于對(duì)輥身長(zhǎng)度為3500~4300mm的支承輥工件輥身表面進(jìn)行熱處理，包括如下步驟:
[0008]第一步，預(yù)熱；
[0009]將工件在300±10°C的溫度下保溫10~20小時(shí)，然后將工件以≤30°C /h的升溫速度預(yù)熱至500~600°C，進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間≥35小時(shí)；
[0010]第二步，差溫加熱；
[0011]先將差溫爐在800~850°C的溫度下空燒≥4小時(shí)后，將預(yù)熱后的工件轉(zhuǎn)入差溫爐；
[0012]再將工件以100~200°C /h的升溫速度迅速升溫至1000~1050°C，進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間2~5小時(shí)；
[0013]然后將工件以50~100°C /h的降溫速度降溫至900~950°C，進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為2~6小時(shí)；
[0014]第三步，噴霧淬火；
[0015]差溫加熱結(jié)束后，將工件出爐并轉(zhuǎn)至噴淬機(jī)進(jìn)行噴霧淬火；
[0016]所述噴霧淬火的方法如下:
[0017]第一階段，開啟噴淬機(jī)的四排噴嘴，將水壓和氣壓均控制在0.20~0.35MPa，對(duì)工件進(jìn)行噴霧冷卻20~40分鐘；
[0018]第二階段，開啟四排噴嘴，使處于斜對(duì)角的其中兩排噴嘴的水壓為0，氣壓為0.20~0.30MPa，另外兩排噴嘴的水壓和氣壓均控制在0.20~0.30MPa，對(duì)工件進(jìn)行噴霧冷卻20~40分鐘；
[0019]第三階段，開啟處于斜對(duì)角的兩排噴嘴，將其水壓和氣壓均控制在0.10~0.20MPa，對(duì)工件進(jìn)行噴霧冷卻20~40分鐘；
[0020]第四階段，開啟處于斜對(duì)角的兩排噴嘴，將其水壓和氣壓均控制在0.05~0.lOMPa，對(duì)工件進(jìn)行噴霧冷卻50~80分鐘。
[0021]第四步，回火；
[0022]噴霧淬火結(jié)束后，將工件進(jìn)爐回火，將工件在300±10°C的溫度下保溫10~20小時(shí)；
[0023]然后以≤200C /h的升溫速度升溫至550~600°C，進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間80~120小時(shí)，實(shí)現(xiàn)回火；
[0024]回火結(jié)束后，以≤20°C /h的降溫速度降溫至300± 10°C，再以≤10°C /h的降溫速度降溫至≤150°C后，出爐空冷。
[0025]本發(fā)明可以達(dá)到的技術(shù)效果是:
[0026]本發(fā)明能夠減少臺(tái)車爐整體不透燒淬火輥頸保護(hù)和二次回火的工序，降低熱處理風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省生產(chǎn)成本，有效地提高生產(chǎn)效率。
[0027]本發(fā)明采用差溫?zé)崽幚淼墓に嚪椒?，通過采用臥式差溫爐對(duì)支承輥輥身進(jìn)行快速加熱，然后置于噴淬機(jī)進(jìn)行噴霧冷卻，使支承輥輥身表面獲得一定深度的高硬度馬氏體或貝氏體組織，而輥頸、芯部仍然保持具有良好機(jī)械性能的調(diào)質(zhì)態(tài)組織，從而滿足輥身硬度、淬硬層深度要求和輥身芯部、輥頸良好綜合機(jī)械性能要求，提高支承輥使用壽命。
[0028]本發(fā)明能夠提高支承輥的耐磨性和使用壽命，使支承輥輥身表面具有良好的硬度與耐磨性，且輥身芯部與輥頸保持原有良好的綜合機(jī)械性能；同時(shí)改變了傳統(tǒng)大型寬厚板支承輥臺(tái)車爐不透燒整體加熱淬火的工藝方式，減少了回火次數(shù)，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。
[0029]本發(fā)明解決了輥身長(zhǎng)度為3500~4300mm寬厚板支承輥的生產(chǎn)制造難點(diǎn)，使輥身硬度以及淬硬層深度等技術(shù)要求均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0031]圖1是本發(fā)明寬厚板支承輥的熱處理方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0032]如圖1所示，本發(fā)明寬厚板支承輥的熱處理方法，用于對(duì)輥身長(zhǎng)度為3500~4300mm的支承輥工件輥身表面進(jìn)行熱處理，包括如下步驟:
[0033]第一步，預(yù)熱；
[0034]將工件在300±10°C的溫度下保溫10~20小時(shí)，然后將工件以≤30°C /h的升溫速度預(yù)熱至500~600°C，進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間> 35小時(shí)，使工件內(nèi)外溫度均勻；
[0035]支承輥工件在進(jìn)行快速加熱之前必須進(jìn)行整體預(yù)熱，以減少后續(xù)快速加熱所造成的輥身內(nèi)外應(yīng)力過大而開裂的現(xiàn)象，同時(shí)也能夠保證差溫加熱的升溫速度；預(yù)熱溫度以500~600°C為宜，預(yù)熱時(shí)間應(yīng)能保證輥身內(nèi)外溫差一致，使輥面截面完全進(jìn)入塑性狀態(tài)，也能夠使鍛件有較好的差溫加熱效果；
[0036]第二步，差溫加熱；
[0037]將差溫爐在800~850°C的溫度下空燒≥4小時(shí)后，將預(yù)熱后的工件轉(zhuǎn)入差溫爐；
[0038]第一階段，通過強(qiáng)烈的輻射對(duì)流傳熱方式，以100~200°C /h的升溫速度使工件表面迅速升溫至1000~1050°C，進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間2~5小時(shí)；
[0039]第二階段，將工件以50~100°C /h的降溫速度緩冷降溫至900~950°C，進(jìn)行保溫(保溫時(shí)間按實(shí)際輥身直徑、淬硬層深度綜合確定，一般為2~6小時(shí)，以避免輥面過熱)，使輥身表面一定深度范圍內(nèi)材料完成奧氏體化；
[0040]本發(fā)明在工件轉(zhuǎn)入差溫爐之前，使?fàn)t體先800~850°C空燒，能夠保證后續(xù)功率升溫;
[0041]本發(fā)明通過高速燒嘴噴射火焰對(duì)輥身表面進(jìn)行快速加熱，造成內(nèi)外溫差，使工件表層獲得一定深度的奧氏體化層，而工件芯部仍維持在相變點(diǎn)以下。
[0042]第三步，噴霧淬火；
[0043]差溫加熱結(jié)束后，將工件出爐并轉(zhuǎn)至噴淬機(jī)進(jìn)行噴霧淬火，并使噴淬機(jī)的四排噴嘴相對(duì)于工件的回轉(zhuǎn)中心圓周均布；
[0044]如表1所示，噴霧淬火的方法如下:
[0045]第一階段，開啟噴淬機(jī)的四排噴嘴，將水壓和氣壓均控制在0.20~0.35MPa，對(duì)工件進(jìn)行噴霧冷卻20~40分鐘；
[0046]第二階段，開啟四排噴嘴，使處于斜對(duì)角的其中兩排噴嘴的水壓為0，氣壓為0.20~0.30MPa，另外兩排噴嘴(處于另一斜對(duì)角)的水壓和氣壓均控制在0.20~
0.30MPa，對(duì)工件進(jìn)行噴霧冷卻20~40分鐘；
[0047]第三階段，開啟處于斜對(duì)角的兩排噴嘴(處于另一斜對(duì)角的兩排噴嘴保持關(guān)閉)，將其水壓和氣壓均控制在0.10~0.20MPa，對(duì)工件進(jìn)行噴霧冷卻20~40分鐘；
[0048]第四階段，開啟處于斜對(duì)角的兩排噴嘴(處于另一斜對(duì)角的兩排噴嘴保持關(guān)閉)，將其水壓和氣壓均控制在0.05~0.lOMPa，對(duì)工件進(jìn)行噴霧冷卻50~80分鐘；
【權(quán)利要求】
1.一種寬厚板支承輥的熱處理方法，其特征在于，用于對(duì)輥身長(zhǎng)度為3500~4300mm的支承輥工件輥身表面進(jìn)行熱處理，包括如下步驟: 第一步，預(yù)熱； 將工件在300±10°C的溫度下保溫10~20小時(shí)，然后將工件以≤300C /h的升溫速度預(yù)熱至500~600°C，進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間≥35小時(shí)； 第二步，差溫加熱； 先將差溫爐在800~850°C的溫度下空燒≥4小時(shí)后，將預(yù)熱后的工件轉(zhuǎn)入差溫爐； 再將工件以100~200°C /h的升溫速度迅速升溫至1000~1050°C，進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間2~5小時(shí)； 然后將工件以50~100°C /h的降溫速度降溫至900~950°C，進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為2~6小時(shí)； 第三步，噴霧淬火； 差溫加熱結(jié)束后，將工件出爐并轉(zhuǎn)至噴淬機(jī)進(jìn)行噴霧淬火； 第四步，回火； 噴霧淬火結(jié)束后，將工件進(jìn)爐回火，將工件在300±10°C的溫度下保溫10~20小時(shí)； 然后以≤200C /h的升溫速度升溫至550~600°C，進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間80~120小時(shí)，實(shí)現(xiàn)回火； 回火結(jié)束后，以≤20°C /h的降溫速度降溫至300 ± I (TC，再以≤I (TC /h的降溫速度降溫至≤150°C后，出爐空冷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬厚板支承輥的熱處理方法，其特征在于，所述第三步噴霧淬火的方法如下: 第一階段，開啟噴淬機(jī)的四排噴嘴，將水壓和氣壓均控制在0.20~0.35MPa，對(duì)工件進(jìn)行噴霧冷卻20~40分鐘； 第二階段，開啟四排噴嘴，使處于斜對(duì)角的其中兩排噴嘴的水壓為0，氣壓為0.20~0.30MPa，另外兩排噴嘴的水壓和氣壓均控制在0.20~0.30MPa，對(duì)工件進(jìn)行噴霧冷卻20~40分鐘； 第三階段，開啟處于斜對(duì)角的兩排噴嘴，將其水壓和氣壓均控制在0.10~0.20MPa，對(duì)工件進(jìn)行噴霧冷卻20~40分鐘； 第四階段，開啟處于斜對(duì)角的兩排噴嘴，將其水壓和氣壓均控制在0.05~0.1OMPaJi工件進(jìn)行噴霧冷卻50~80分鐘。
【文檔編號(hào)】C21D9/36GK103572033SQ201210279076
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月7日
【發(fā)明者】陸寅松, 彭星偉, 胡志強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海重型機(jī)器廠有限公司