[發明專利]一種鍛鋼橡塑壓延機輥筒及其熱處理方法

有效

• 申請號: 201610027569.6
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105568135B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 韓維國;崔聰聰
• 申請（專利權）人: 中鋼集團邢臺機械軋輥有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/12;C22C38/18;C21D8/00
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙)13123
• 代理人: 張明月

技術領域

本發明屬于輥筒制造領域，涉及一種鍛鋼橡塑壓延機輥筒及其熱處理方法。

背景技術

橡塑制品的生產過程由于對生產工藝的要求，橡塑壓延機輥筒的材料一般采用表面硬度高，芯部有一定強度和韌性的冷硬鑄鐵，加入合金鉻、鉬或鎳以增加機械強度、耐磨性和耐熱性。

但是，上述鉻鎳系列的輥筒材質在工作過程中，許多工作輥表面粗糙度急劇降低，直接影響了制品的表面質量以及產品的合格率。對于精度高的制品(如塑料薄膜)，要求輥筒表面必須具備足夠高的表面尺寸精度和滿足特殊的使用條件(如通220℃熱油的狀態下)。常規的鑄鐵輥筒材質不能滿足，鍛鋼材質由于晶粒細小、均勻并且熱傳導能力強、抗熱能力高的特性已成為國內外橡塑輥筒的高端材質選擇。在輥筒的熱處理方面，傳統的整體淬火或軋輥感應淬火方法使得淬硬層和過渡層較厚，硬度較高，后期加工內部冷卻孔時造成鉆頭磨損、斷裂，無法進行加工。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種鍛鋼橡塑壓延機輥筒及其熱處理方法，制造出來的輥筒具有高耐磨性、高硬度和高組織穩定性。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

鍛鋼橡塑壓延機輥筒的制造方法，輥筒的元素成分重量百分含量為：C 0.50-0.75wt％，Si 0.40-0.80wt％，Mn 0.60-0.90wt％，Cr 2.50-3.50wt％，Mo 0.30-0.50wt％，V 0.05-0.15wt％，P≤0.025wt％，S≤0.025wt％，其余為Fe和不可避免的雜質，其制備方法包括以下工藝步驟：

(a)煉制鋼錠；

(b)加工輥筒：按照一定的鍛造比鍛造輥坯，鍛造完成后對輥坯進行斷后熱處理，然后進行粗車加工，預留精加工余量，加工后進行調質處理；

(c)輥筒熱處理：輥坯熱處理包括淬火和回火，其中淬火采用中頻感應淬火，淬火溫度為850-880℃，輥筒移動速度控制在0.7-1.0mm/s，淬火完成后，進行回火去應力，穩定組織；

(d)回火完成后，對輥筒進行精加工至所需尺寸。

本發明技術方案的進一步改進在于：輥筒的元素成分重量百分含量為：C 0.50-0.60wt％，Si 0.40-0.60wt％，Mn 0.60-0.80wt％，Cr 2.60-3.00wt％，Mo 0.30-0.50wt％，V 0.09-0.15wt％，P≤0.025wt％，S≤0.025wt％，其余為Fe和不可避免的雜質。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述步驟(b)中輥坯鍛造時，鋼錠的加熱溫度為960-1120℃，輥身鍛造比為3.3，鍛造3個火次成型。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述步驟(c)中淬火前要對輥筒進行預熱處理，預熱處理采用臺車式電阻爐對輥筒進行整體預熱，預熱溫度為280-350℃，預熱時間為6～10h,然后進行中頻感應淬火加熱至所需溫度，淬火加熱以透熱深度30mm為限。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述步驟(c)中頻感應淬火的感應頻率為250Hz。

由于采用了上述技術方案，本發明取得的技術進步是：本發明中的鍛鋼軋輥材料是在傳統Cr3鍛鋼軋輥中選擇熱傳導能力強、耐磨性高、抗熱裂能力強、冷熱疲勞強度高的材質。輥筒的材質適當地降低了C、Cr元素含量，尤其控制較低的Cr含量，保證了內層共晶碳化物含量處于較低的水平，避免與外層結合部位碳化物聚集，保證內層良好的強韌性；同時，Mo和V元素含量的增加提高了輥筒的耐熱裂性，細化鋼的組織和晶粒，增加淬火鋼的回火穩定性。

采用本發明中的材質和熱處理工藝生產的輥筒，表層組織細小、均勻，表面硬度高，過渡層淺；通過控制輥筒淬火時的移動速度0.7-1.0mm/s以達到較淺的淬硬層厚度6-10mm，彈性模量≥210GPa，保證內層的加工性能。回火溫度高，組織穩定性強，表層組織耐磨、抗熱裂性強；芯部組織硬度適中，綜合力學性能優良，可加工性良好。目前，已成功應用于PVC模制品用壓延機輥筒。

具體實施方式

下面結合2014年本發明的實施情況進一步詳細說明：

實施例1：

本實施例的鍛鋼輥筒其材質中的化學組分及含量為：

C 0.50wt％，Si 0.45wt％，Mn 0.65wt％，P 0.015wt％，S 0.012wt％，Cr 2.88wt％，Mo 0.42wt％，V 0.10wt％，其余為Fe和不可避免的雜質。