[發明專利]一種大型鋁熱軋機精軋工作輥及其感應淬火方法

有效

• 申請號: 201610345258.4
• 申請日: 2016-05-23
• 公開（公告）號: CN106011665B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 李喆;梁巍;葛浩彬
• 申請（專利權）人: 一重集團常州華冶軋輥股份有限公司
• 主分類號: C22C38/18
• 分類號: C22C38/18;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/08;C22C38/12;C21D1/18;C21D1/10;C21D9/38
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙)32258
• 代理人: 王美華,任曉嵐

技術領域

本發明屬于軋輥熱處理領域，具體來說涉及一種新材質鋁熱軋機精軋工作輥及其感應淬火方法。

背景技術

本項目主要研究的是一種新材質大型鋁熱軋機精軋工作輥。鋁及其合金擁有許多優異的特性，被廣泛應用于航天、航空、高鐵、及日常生活起居等領域中。隨著我國經濟的迅速發展，鋁及其合金產品需求量越來越多，對鋁板的表面質量要求也越來越高，因此對于軋制鋁板的熱軋輥的性能要求也越來越高。目前主要用于軋制鋁板的熱軋工作輥主要以Cr3系列材質為主，但此類材質軋輥的耐磨性及使用壽命已經不能滿足不斷提高的市場需求及產品表面的高質量要求。因此亟需一種可以取代現有材質且性能更加優異的熱軋工作輥。

大型鋁熱軋機精軋工作輥，產品直徑達750mm，按常規冷軋輥制造方法，調制后表面感應淬火，存在的主要問題為淬火應力大，軟硬交接區易開裂，組織、硬度存在不均勻的情況。

為進一步提高新產品質量，同時滿足客戶的需求，特對新材質大型鋁熱軋機精軋工作輥的感應淬火方法進行研究。

發明內容

用于軋制鋁板的大型鋁熱軋機精軋工作輥對新材質的要求主要有以下幾個方面：

更高的組織耐磨性：由于Cr3系列材質的熱軋工作輥組織耐磨性差，增加了換輥頻率，嚴重制約了軋制設備的生產效率，增加工人負擔，使生產成本居 高不下，同時由于軋輥磨損，對板面質量及精度產生了不利影響。

更深的淬硬層深度：增加淬硬層深度后，可以增大產品的使用次數，增加產品利用價值，減少重淬次數，對降低成本，節省能源有重要意義。

更高的組織均勻性：本發明的新材質應用于軋制鋁板的大型鋁熱軋機精軋工作輥，由于精軋工作輥對軋輥的硬度、均勻性有很高的要求，本專利將采用表面淬火方法代替傳統的差溫熱處理方法，用于更有效的降低能源消耗，且獲得更均勻的表面硬度水平。同時還要考慮到應避免由表面淬火帶來應力開裂。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

為適應軋制鋁板的鋁熱軋機精軋工作輥的需求設計材質，各組分按質量百分比，其含量為：C：0.40～0.85；Cr：3.50～5.50；Si：0.40～0.80；Mn：0.40～0.80；Ni：0.30～0.70；Mo：0.50～1.20；V：0.30～0.70；P：≤0.020；S：≤0.020，其余為Fe和不可避免的雜質。

感應淬火工藝采取以下步驟：

a，將軋輥放置在烘箱中進行一次預熱，預熱溫度為300℃；

b，將軋輥豎直安裝至雙頻淬火機床上，感應器為自下而上加熱；

c，針對輥身下端倒角或斜面處進行一次機床預熱；

d，在倒角或斜面位置開啟淬火機床使感應器沿軋輥軸向自下而上移動，同時由淬火機床帶動軋輥繞軋輥中心軸線旋轉。起始加熱時倒角或斜面一半位置處溫度不低于930℃，感應器將軋輥輥身加熱至960℃～970℃，之后使用低于35℃的水進行冷卻；

e，將軋輥送至回火爐中進行回火；

f，對軋輥進行硬度檢測；

g，進行半精磨及成品磨削，使軋輥達到成品尺寸，表面粗糙度為Ra0.8。

h，對產品進行超聲波檢測，確認輥身表面無裂紋。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述步驟c中，所述對輥身下端倒角或斜面處進行一次機床預熱，預熱溫度為600℃，感應器行至輥身的倒角上端400mm處停止；

本發明技術方案的進一步改進在于：所述步驟d中，感應器沿軋輥軸向自下而上移動，移動速度為28mm/min。同時由淬火機床帶動軋輥繞軋輥中心軸線旋轉，轉速為20-25r/min。起始加熱時倒角或斜面一半位置處溫度不低于930℃，感應器將軋輥輥身加熱至960℃～970℃。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述步驟e中，回火溫度定為325℃。

由于采用了上述技術方案，本發明取得的技術進步是：

本發明組分的新材質首次應用于大型鋁熱軋機精軋工作輥中，相對于Cr3材質，本發明增加Cr元素含量，提高了鋼在表面淬火中的淬透層深度，降低了開裂傾向，增加了軋輥耐磨性及強度，且軋輥的抗氧化性及耐腐蝕性也有顯著提高；在提高Cr元素的同時，適當加入Mn、Mo等合金元素，可有效提高軋輥調質后的力學性能；適當調整C含量以達到更高的硬度要求；Ni做為主要的奧氏體形成元素，對于提高鋼的韌性，防止熱裂紋的擴展起著很大的作用；Si的加入進一步提高了軋輥的耐磨性；V為強碳化物形成元素，可以細化軋輥組織及晶粒。