[發(fā)明專利]一種軋機(jī)支承輥鋼材及其熱處理工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210263871.3
• 申請(qǐng)日: 2012-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102796965A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江陰潤(rùn)源機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/46
• 分類號(hào): C22C38/46;C22C38/58;C21D9/38;C21D1/10
• 代理公司: 江陰大田知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32247
• 代理人: 楊新勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬材料及熱處理工藝，具體涉及一種軋機(jī)支承輥鋼材及其熱處理工藝。

背景技術(shù)

隨著冷軋機(jī)向自動(dòng)化、高速度、高精度、優(yōu)質(zhì)板型控制等方向的發(fā)展，對(duì)支承輥的要求也不斷提高。尤其對(duì)輥身硬度、均勻性、淬硬層深度、抗沖擊性、抗剝落、耐磨性、殘余應(yīng)力提出了很高的要求。

冷軋支承輥材料國(guó)內(nèi)及國(guó)際上一般選擇9Cr2Mo、9Cr3Mo、70Cr3Mo、70Cr3NiMo、45Cr5NiMoV、50Cr4MoV等。9Cr2Mo、9Cr3Mo是傳統(tǒng)的材料，其綜合性能以不能滿足現(xiàn)代軋機(jī)的使用要求。45Cr5NiMoV、50Cr4MoV合金元素高，價(jià)位高，使用單位很難接受。尤其目前很多私營(yíng)企業(yè)對(duì)軋輥要求越來(lái)越高，而價(jià)格卻越來(lái)越低。從而70Cr3Mo、70Cr3NiMo成為目前支承輥主要材質(zhì)。但由于其合金元素及制造工藝的限制不具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)有淬火技術(shù)是將金屬工件加熱到某一適當(dāng)溫度并保持一段時(shí)間，隨即浸入淬冷介質(zhì)中快速冷卻的金屬熱處理工藝。常用的淬冷介質(zhì)有鹽水、水、礦物油、空氣等。淬火可以提高金屬工件的硬度及耐磨性，因而廣泛用于各種工、模、量具及要求表面耐磨的零件如齒輪、支承輥、滲碳零件等。通過(guò)淬火與不同溫度的回火配合，可以大幅度提高金屬的強(qiáng)度、韌性及疲勞強(qiáng)度，并可獲得這些性能之間的配合(綜合機(jī)械性能)以滿足不同的使用要求。另外淬火還可使一些特殊性能的鋼獲得一定的物理化學(xué)性能，如淬火使永磁鋼增強(qiáng)其鐵磁性、不銹鋼提高其耐蝕性等。淬火工藝主要用于鋼件。常用的鋼在加熱到臨界溫度以上時(shí)，原有在室溫下的組織將全部或大部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。隨后將鋼浸入水或油中快速冷卻，奧氏體即轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。與鋼中其他組織相比，馬氏體硬度最高。鋼淬火的目的就是為了使它的組織全部或大部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，獲得高硬度，然后在適當(dāng)溫度下回火，使工件具有預(yù)期的性能。然而，淬火時(shí)的快速冷卻會(huì)使工件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)其大到一定程度時(shí)工件便會(huì)發(fā)生扭曲變形甚至開(kāi)裂。尤其對(duì)于支承輥類部件的淬火處理后，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)表面裂紋、脆斷、耐磨性差等問(wèn)題，為此有必要選擇合適的金屬材料與熱處理方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種可顯著提高支承輥機(jī)械性能，延長(zhǎng)其使用壽命的軋機(jī)支承輥鋼材及其熱處理工藝。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種軋機(jī)支承輥鋼材，其特征在于，在所述鋼材中包括有按重量百分比分別為：0.38％～0.45％的碳、0.2％～2.0％的硅、0.2％～2.0％的錳、1.0％～3.0的鉻、0.2％～1.0的鎳、0.1％～0.5％的鉬、0.05％～0.15％的釩、小于0.025％的硫和磷，其余為鐵和不可去除的雜質(zhì)。

其中優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述碳的重量百分比含量為0.42％，所述硅的重量百分比含量為1.0％，所述錳的重量百分比含量為1.1％，所述鉻的重量百分比含量為2.0％，所述鎳的重量百分比含量為0.5％，所述鉬0.3％的重量百分比含量為，所述釩的重量百分比含量為0.01％。

一種軋機(jī)支承輥的熱處理工藝，其特征在于，所述熱處理工藝包括如下工藝步驟：

S1：首先將前期預(yù)備熱處理及半精加工支承輥送入臺(tái)車爐進(jìn)行整體預(yù)熱；

S2：將支承輥夾持在感應(yīng)加熱機(jī)組中，并使工件垂直，由上下頂尖固定工件，并驅(qū)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)；在感應(yīng)加熱機(jī)組中設(shè)有感應(yīng)器，感應(yīng)器用T2紫銅管螺旋繞制，并在紫銅管內(nèi)通冷卻水用于冷卻感應(yīng)器；

S3：通過(guò)控制其控制感應(yīng)器，由感應(yīng)器對(duì)支承輥進(jìn)行快速差溫加熱，利用工頻的透熱深度72mm及一定時(shí)間的保溫，再通過(guò)傳熱使輥身達(dá)到淬火溫度820～840度，將加熱時(shí)間設(shè)為100～150分鐘，使輥身由外表面到內(nèi)部達(dá)到150～200mm加熱深度，然后再保溫60～100分；

S4：在加熱過(guò)程中，用紅外線雙色測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)輥身進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫，將溫度準(zhǔn)確地控制在設(shè)定溫度，使其溫度偏差不超過(guò)正負(fù)5度；

S5：當(dāng)輥身達(dá)到設(shè)定的加熱深度和溫度時(shí)，將支承輥從感應(yīng)加熱機(jī)組中快速吊出進(jìn)入噴淬系統(tǒng)，快速冷卻時(shí)間為1～3小時(shí)；

S6：當(dāng)支承輥溫度降至80～150度時(shí)，將支承輥吊出噴淬系統(tǒng)；

S7：快速對(duì)支承輥輥身表面進(jìn)行硬度檢測(cè)，當(dāng)硬度大于HSD90時(shí)認(rèn)為工件淬火合格；

S8：將檢測(cè)后的支承輥裝入回火電爐，對(duì)支承輥進(jìn)行2次回火，一次450×80h，二次430×80h完全消除支承輥淬火應(yīng)力，達(dá)到使用硬度要求65～72HSD。

其中優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述S1步中的預(yù)熱將使支承輥整體溫度達(dá)到300～500度。