專利名稱：一種支承輥預(yù)熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料熱處理方法,具體涉及一種Cr3、Cr4、Cr5材料的支承棍預(yù)熱處理方法，也適用于要求高硬度、耐磨性強(qiáng)的機(jī)械設(shè)備。
背景技術(shù)：
大型鍛鋼支承輥是現(xiàn)代軋鋼設(shè)備的核心功能部件，主要承受工作輥或中間輥的軋制負(fù)荷，而大型鍛鋼支承輥的預(yù)備熱處理是整個支承輥生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工序，既要滿足輥頸硬度技術(shù)要求，又要保證輥頸有足夠的綜合力學(xué)性能，滿足支承輥使用工況的要求。目前，對大型鍛鋼支承輥的熱處理包括預(yù)備熱處理和最終熱處理兩個階段，預(yù)備熱處理主要目的滿足輥頸硬度技術(shù)要求，又保證輥頸有足夠的綜合力學(xué)性能，例如技術(shù)要求硬度35-55HSD ;機(jī)械性能Rm ^ 800MPa ;終熱處理的主要目的支承輥抗斷裂能力和抗沖擊能力得到改善，輥身表層區(qū)得耐磨性和抗剝落性得到提高；目前預(yù)備熱處理方法均為以油為 介質(zhì)調(diào)質(zhì)，而油調(diào)質(zhì)其成本高，對環(huán)境污染大，不僅有損勞動者的身心健康，而且油調(diào)質(zhì)無法對支承輥各檔硬度進(jìn)行控制，只能得到整體一致的硬度，無法滿足現(xiàn)代軋機(jī)自動化、高精度、高軋制速度等方向?qū)χС休伨C合機(jī)械性能的發(fā)展要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種支承輥預(yù)熱處理方法，將支承輥整體同時加熱，對輥身輥頸采用噴霧分階段冷卻的淬火方式，這種方式即能很好的控制輥身輥頸各項(xiàng)性能，避免了用油為調(diào)質(zhì)介質(zhì)的不足；又能節(jié)能、環(huán)保，降低生產(chǎn)成本。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括
一種支承輥預(yù)熱處理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟
(1)對支承輥進(jìn)行倒角；
(2)對支承輥進(jìn)行淬火處理在350°C 400°C保溫5 11小時，再進(jìn)行600°C 650°C保溫11 24小時，再860°C 970°C保溫15 36小時，出爐，以水為調(diào)質(zhì)介質(zhì)，采用噴霧冷卻系統(tǒng)進(jìn)行分階段噴霧冷卻；
(3)冷卻后，進(jìn)行300°C 400°C保溫11 24小時，再560°C 650°C保溫37 75小時，爐冷至200°C，再空冷至室溫。作為本發(fā)明中所設(shè)計噴霧冷卻系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式所述噴霧冷卻系統(tǒng)包括對稱分布的左、右噴嘴組，每噴嘴組至少包括一排噴嘴，并采用托輥裝置使整個噴霧系統(tǒng)可進(jìn)行上下左右移動，增強(qiáng)了冷卻過程各部位溫度調(diào)節(jié)的均勻性，有效改善輥身組織的一致性。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)上述步驟(2)中所述分階段噴霧冷卻具體為根據(jù)直徑的粗細(xì)將支承輥分為若干區(qū)域，轉(zhuǎn)動支承輥，先開啟整排噴嘴對支承輥進(jìn)行整體噴霧，噴霧冷卻至最小直徑區(qū)域溫度低于300°C時，關(guān)閉最小直徑區(qū)域?qū)?yīng)的噴嘴；繼續(xù)對其它區(qū)域噴霧，至第二小直徑區(qū)域溫度低于300°C時，關(guān)閉其對應(yīng)區(qū)域噴嘴；繼續(xù)對其它區(qū)域噴霧，按照直徑粗細(xì)逐步關(guān)閉各階段對應(yīng)噴霧，最后至最大直徑區(qū)域溫度低于300°C時，關(guān)閉其對應(yīng)區(qū)域噴嘴，即所有噴嘴關(guān)閉。本發(fā)明對壓輥淬火處理時各檔硬度進(jìn)行分段嚴(yán)格控制，根據(jù)不同要求達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，避免資源浪費(fèi)，節(jié)能降耗。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)上述步驟(I)中的倒角具體操作為采用高精度數(shù)控車床，進(jìn)刀量控制在O. 5mm-5mm,對支承輥進(jìn)行車加工倒圓角。采用此種設(shè)備及參數(shù)，可有效避免因車加工設(shè)備及參數(shù)選擇不當(dāng)，而導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)環(huán)裂現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)斷裂，從而造成重大損失的問題。本發(fā)明中所涉及支承輥材料為Cr3、Cr4或Cr5。本發(fā)明中，對于直徑大于1650mm的支承輥，所述每噴嘴組包括上、下兩排噴嘴并同時開啟。本發(fā)明克服了現(xiàn)有生產(chǎn)1650mm以上的支承輥的兩大難題由于支承輥的長度擴(kuò)大導(dǎo)致現(xiàn)油淬火場地?zé)o法使用的問題；由于支承輥的長度對輥身各處溫度均衡性控制的 問題；本發(fā)明因地制宜，對于直徑較大的輥身，開啟上下兩層噴嘴，當(dāng)輥身直徑較小時，則只需采用一層噴嘴即可，節(jié)省物力，節(jié)約成本，更加環(huán)?？尚小榱颂岣吖ぷ餍?，以及滿足對支承輥各處溫度均衡性的控制，所述支承輥的轉(zhuǎn)動線速度5_50m/min。本發(fā)明將Cr3、Cr4、Cr5材料的支承輥進(jìn)行倒角，再采用噴霧冷卻技術(shù)進(jìn)行預(yù)熱淬火處理，最后保溫一端時間后冷卻至室溫，不僅滿足輥頸硬度技術(shù)要求，又保證輥頸有足夠的綜合力學(xué)性能；而且本發(fā)明不僅適用于支承輥預(yù)熱處理方法，也可應(yīng)用于于要求高硬度、耐磨性強(qiáng)的機(jī)械設(shè)備。本發(fā)明的有益效果是改善以油為介質(zhì)調(diào)質(zhì)時,成本高,對環(huán)境污染大,有損勞動者身心健康等問題。采用該預(yù)熱熱處理后，可對支承輥各檔硬度進(jìn)行控制，滿足現(xiàn)代軋機(jī)自動化、高精度、高軋制速度等方向?qū)χС休伨C合機(jī)械性能的發(fā)展要求。


圖I表示本發(fā)明加熱方法參數(shù)圖。圖2表示噴霧冷卻逐步控制示意圖。圖3表示本發(fā)明后支承輥表面硬度圖。圖4表示本發(fā)明后支承輥剝層硬度圖。圖5表示本發(fā)明后支承輥表面金相圖。圖6表示本發(fā)明后支承輥距表面15mm處金相圖。附圖中I-支承輥輥頸區(qū)、2-支承輥輥頸區(qū)、3-支承輥輥頸區(qū)、4-支承輥輥身④區(qū)、5為托輥裝置、6為噴嘴。
具體實(shí)施例方式為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限定。本發(fā)明首先用高精度數(shù)控車床對Cr3、Cr4、Cr5材料的支承輥進(jìn)行倒圓角，進(jìn)刀量控制在O. 5-5_，可取得較好的效果，避免出現(xiàn)環(huán)裂及斷裂現(xiàn)象；參見附圖I所示再將整個支承輥進(jìn)行加熱，以每小時30°C 50°C加熱到350°C 400°C，保溫5 11小時，再以每小時30°C 80°C加熱到600°C 650°C，保溫11 16小時，再以每小時30°C 80°C加熱到860°C 970°C保溫15 24小時，出爐，以水為調(diào)質(zhì)介質(zhì)，采用噴霧冷卻系統(tǒng)進(jìn)行分段冷卻；至冷卻后再進(jìn)行整體加熱，以每小時30°C 80°C加熱到300°C 400°C，保溫11 24小時，再以每小時30°C 80°C加熱到560°C 650°C，保溫37 75小時，再爐冷至200°C，
然后空冷至室溫。參見附圖2 :預(yù)備熱處理噴霧分段冷卻方法參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種支承輥預(yù)熱處理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 (1)對支承輥進(jìn)行倒角； (2)對支承輥進(jìn)行淬火處理在350°C 400°C保溫5 11小時，再進(jìn)行600°C 650°C保溫11 24小時，再860°C 970°C保溫15 36小時，出爐，以水為調(diào)質(zhì)介質(zhì)，采用噴霧冷卻系統(tǒng)進(jìn)行分階段噴霧冷卻； (3)冷卻后，進(jìn)行300°C 400°C保溫11 24小時，再560°C 650°C保溫37 75小時，爐冷至200°C，再空冷至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種支承輥預(yù)熱處理方法，其特征在于所述噴霧冷卻系統(tǒng)包括對稱分布的左、右噴嘴組，每噴嘴組至少包括一排噴嘴，并采用托輥裝置使整個噴霧系統(tǒng)可進(jìn)行上下左右移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種支承輥預(yù)熱處理方法，其特征在于步驟(2)中所述分階段噴霧冷卻具體為根據(jù)直徑的粗細(xì)將支承輥分為若干區(qū)域，轉(zhuǎn)動支承輥，先開啟整排噴嘴對支承輥進(jìn)行整體噴霧，噴霧冷卻至最小直徑區(qū)域溫度低于300°C時，關(guān)閉最小直徑區(qū)域?qū)?yīng)的噴嘴；繼續(xù)對其它區(qū)域噴霧，至第二小直徑區(qū)域溫度低于300°C時，關(guān)閉其對應(yīng)區(qū)域噴嘴；繼續(xù)對其它區(qū)域噴霧，按照直徑粗細(xì)逐步關(guān)閉各階段對應(yīng)噴霧，最后至最大直徑區(qū)域溫度低于300°C時，關(guān)閉其對應(yīng)區(qū)域噴嘴，即所有噴嘴關(guān)閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種支承輥預(yù)熱處理方法，其特征在于所述步驟I中的倒角具體操作為采用高精度數(shù)控車床，進(jìn)刀量控制在O. 5mm-5mm，對支承輥進(jìn)行車加工倒圓角。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種支承輥預(yù)熱處理方法，其特征在于所述支承輥選用Cr3、Cr4、Cr5材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種支承輥預(yù)熱處理方法，其特征在于對于直徑大于1650mm的支承輥，所述每噴嘴組包括上、下兩排噴嘴并同時開啟。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種支承輥預(yù)熱處理方法，其特征在于所述支承輥的轉(zhuǎn)動線速度 5_50m/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種支承輥預(yù)熱處理方法，包括對Cr3、Cr4、Cr5材料的支承輥進(jìn)行倒角，再淬火處理，最后保溫一段時間后冷卻至200℃再至室溫。其中淬火處理時采用噴霧冷卻系統(tǒng)進(jìn)行分階段噴霧冷卻，不僅滿足了輥頸硬度技術(shù)要求，又保證輥頸有足夠的綜合力學(xué)性能。適用于支承輥預(yù)熱處理方法，也可應(yīng)用于于要求高硬度、耐磨性強(qiáng)的機(jī)械設(shè)備。本發(fā)明具有成本低、環(huán)保高效、應(yīng)用廣泛、方法合理等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C21D1/667GK102925656SQ20121047764
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者陳偉, 章大健, 王文明, 王惕, 胡現(xiàn)龍, 孫文忠 申請人:寶鋼集團(tuán)常州軋輥制造公司