[發(fā)明專利]利用鑄鐵軋輥鑄坯余熱的熱振復(fù)合時(shí)效處理的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910198876.0
• 申請(qǐng)日: 2009-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101705349A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范金輝;朱世根;顧偉生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): C21D9/38
• 分類號(hào): C21D9/38;C21D5/00
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 黃志達(dá);謝文凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鑄鐵軋輥時(shí)效處理，特別是涉及一種利用鑄鐵軋輥鑄坯余熱的熱振復(fù)合時(shí)效處理的方法。

背景技術(shù)

對(duì)于大型鑄鐵軋輥而言，在鑄造成形后及每次使用后都有很大的殘余應(yīng)力，在實(shí)際生產(chǎn)中，為延長(zhǎng)鑄鐵軋輥使用壽命，減少斷輥、剝落、裂紋等非正常失效，必須降低和均化鑄鐵軋輥的殘余應(yīng)力，這種調(diào)整殘余應(yīng)力的過(guò)程稱為時(shí)效處理。目前采用時(shí)效處理的方法主要有自然時(shí)效處理、熱時(shí)效處理和振動(dòng)時(shí)效處理三種方法。

自然時(shí)效處理簡(jiǎn)單而且費(fèi)用低，實(shí)踐證明了自然時(shí)效處理對(duì)鑄鐵軋輥使用壽命的提高起到積極的影響，但是采用自然時(shí)效處理的周期太長(zhǎng)，占地面積大，這對(duì)價(jià)格昂貴、消耗量大的大型鑄鐵軋輥而言，須積壓占用大量資金、支付較多利息以及場(chǎng)地、運(yùn)輸費(fèi)用。此外，對(duì)鑄鐵軋輥的使用數(shù)量至少需在半年以前做出計(jì)劃和安排，遠(yuǎn)不適應(yīng)現(xiàn)代大規(guī)模的在線生產(chǎn)，將被逐步淘汰。

熱時(shí)效處理消除殘余應(yīng)力效果好，但是熱時(shí)效處理需要浪費(fèi)大量能源，成本高，而且污染環(huán)境。特別是對(duì)于大型鑄鐵軋輥需要相應(yīng)的大型熱處理爐，甚至由于設(shè)備條件限制而無(wú)法進(jìn)行熱時(shí)效處理。大型鑄鐵軋輥的熱時(shí)效處理的周期通常在1-2周以上，雖然比自然時(shí)效處理時(shí)間大大縮短，但是處理效率還是很低。熱時(shí)效處理的工藝規(guī)范要求緩慢加熱和緩慢冷卻，如果加熱速度或冷卻速度過(guò)快，都將產(chǎn)生新的應(yīng)力，新的應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加后反而會(huì)使鑄鐵軋輥?zhàn)冃位蜷_(kāi)裂。

振動(dòng)時(shí)效處理的顯著優(yōu)點(diǎn)是處理時(shí)間短、費(fèi)用低、能耗少，而且適應(yīng)性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便、工件表面不產(chǎn)生氧化皮、不損害工件尺寸精度，并且是能夠很方便地根據(jù)需要而進(jìn)行多次時(shí)效處理的方法，在某些方面正迅速取代傳統(tǒng)的熱時(shí)效處理和自然時(shí)效處理，并且已在許多領(lǐng)域獲得了應(yīng)用。目前這種方法存在的問(wèn)題是如果工藝參數(shù)控制不合適，時(shí)效處理效果應(yīng)力消除比例不大，或者導(dǎo)致材料出現(xiàn)疲勞損傷。對(duì)于某些剛度大、固有頻率較高的大型鑄鐵軋輥，在一定程度上受到激振設(shè)備轉(zhuǎn)速和功率的限制而無(wú)法處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用鑄鐵軋輥鑄坯余熱的熱振復(fù)合時(shí)效處理的方法，能夠得到最佳的時(shí)效處理效果和經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種利用鑄鐵軋輥鑄坯余熱的熱振復(fù)合時(shí)效處理的方法，利用鑄鐵軋輥鑄坯余熱及其冷卻時(shí)間，對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，包括以下步驟：(1)當(dāng)鑄鐵軋輥鑄坯在鑄型中冷卻時(shí)，將其豎直放置；(2)補(bǔ)填冒口，并將激振器平臺(tái)安裝在冒口頂端，再將激振器安裝在所述的平臺(tái)上，其中，用鐵水將激振器平臺(tái)固定在冒口頂端；(3)當(dāng)鑄鐵軋輥冷卻到400～500℃時(shí)，所述的激振器在冒口頂端對(duì)所述的鑄鐵軋輥進(jìn)行激振。

所述的利用鑄鐵軋輥鑄坯余熱的熱振復(fù)合時(shí)效處理的方法，在所述的步驟(2)中，用鐵水將激振器平臺(tái)固定在冒口頂端。

有益效果

由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：由于采用熱時(shí)效處理和振動(dòng)時(shí)效處理相結(jié)合的復(fù)合時(shí)效處理的方法，使得本發(fā)明不僅發(fā)揮振動(dòng)時(shí)效處理的高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)和熱時(shí)效處理的效果穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，而且避免了各種時(shí)效處理的缺點(diǎn)，從而獲得最佳的處理效果和經(jīng)濟(jì)效益。因?yàn)橛幸庾R(shí)的充分利用鑄鐵軋輥鑄坯余熱及其冷卻時(shí)間，在不附加時(shí)效處理的能量和時(shí)效處理的時(shí)間的基礎(chǔ)上，提高了殘余應(yīng)力降低效果。

在較高溫度下進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，此時(shí)材料的屈服強(qiáng)度相對(duì)較低，采用較小的激振力，即可達(dá)到降低殘余應(yīng)力的效果，同時(shí)可以降低激振器的功率，另外在功率一定的情況下，還可以提高激振頻率，這對(duì)高剛性高固有頻率工件的振動(dòng)時(shí)效處理更為有利。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式中鑄坯冷卻過(guò)程中振動(dòng)時(shí)效處理示意圖；

其中，11是激振力，12是激振器平臺(tái)，13是鑄鐵軋輥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種利用鑄鐵軋輥鑄坯余熱的熱振復(fù)合時(shí)效處理的方法，利用鑄鐵軋輥鑄坯余熱及其冷卻時(shí)間，對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，包括以下步驟：(1)當(dāng)鑄鐵軋輥鑄坯在鑄型中冷卻時(shí)，將其豎直放置；(2)補(bǔ)填冒口，并將激振器平臺(tái)安裝在冒口頂端，再將激振器安裝在所述的平臺(tái)上；(3)當(dāng)鑄鐵軋輥冷卻到400～500℃時(shí)，所述的激振器在冒口頂端對(duì)所述的鑄鐵軋輥進(jìn)行激振。具體原理和步驟如下：