[發明專利]一種高合金冷作模具鋼大規格工作輥的淬火方法

有效

• 申請號: 201711269275.5
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107760849B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 韓維國;梁建立
• 申請（專利權）人: 中鋼集團邢臺機械軋輥有限公司
• 主分類號: C21D9/38
• 分類號: C21D9/38;C21D1/18;C21D1/42;C21D1/60;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/02;C22C38/04
• 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

本發明公開了一種高合金冷作模具鋼大規格工作輥的淬火方法，屬于鋼材加工領域，步驟如下：將工作輥進行連續感應熱處理，使工作輥表面迅速升溫至1020～1100℃，升溫至預設溫度的同時進行霧冷，然后持續霧冷50～70min，最后確保返溫溫度不高于100℃。本發明的淬火方法無污染，所需設備要求低，工作輥表面硬度大，心部韌度高，過渡層以均勻下降的硬度梯度過度，符合上機要求，實現了輥身連續感應淬火不開裂，提高了熱處理成功率，降低了生產成本。

技術領域

本發明涉及淬火方法，尤其是一種高合金冷作模具鋼大規格冷軋工作輥的淬火方法，屬于鋼材加工領域。

背景技術

隨著冷軋軋制技術不斷發展以及產品質量要求的提高，對軋輥性能的要求也越來越高。為了得到高性能的軋輥，軋輥的合金含量越來越高，特別是用于黑皮軋制的工作輥，以十八輥機為代表的多輥軋機，其工作輥材質主要為冷作模具鋼Cr12Mo1V1、Cr12MoV或M2。由于其規格較大、合金含量極高，現有鍛造工藝不能很好的將碳化物粉碎，致使基體含有大量呈魚骨狀或帶狀分布的共晶碳化物。

軋輥制備過程中淬火是最關鍵的步驟，淬火的成功與否直接決定了軋輥的硬度、韌性、抗疲勞度等性能的高低。為了提高軋輥的性能，提高共晶碳化物的均勻度，軋輥制備過程需要優化淬火(熱處理)方式，而最理想的淬火方式為鹽浴爐或氣氛爐淬火，但其高昂的設備費用及環境污染，給企業帶來極大的負擔，特別是當產品批量較小時更體現出了整體淬火的弊端。

現有的工作輥的制備流程為配料-制坯-粗車-連續多次加熱-冷卻-高溫淬火-回火，按照現有的技術，利用中頻設備，對材質為Cr12MoV的工作輥進行試驗生產，經實踐證明，當軋輥直徑大于170mm時，軋輥淬火縱裂致廢率在50％以上，且直徑越大，淬火風險越大；對成品硬度及金相組織進行檢測，結果為硬度較低，且存在大量不均勻分布的共晶碳化物，輥面質量低。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種高合金冷作模具鋼大規格工作輥的淬火方法，能夠在軋輥制備過程淬火時避免軋輥開裂，降低制備過程淬火致廢率，提高工作輥的硬度與應力承受力，降低企業生產成本。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種高合金冷作模具鋼大規格工作輥的淬火方法，步驟如下：將工作輥進行連續感應熱處理，使工作輥表面迅速升溫至1020～1100℃，升溫至預設溫度的同時進行霧冷，然后持續霧冷50～70min，最后確保返溫溫度不高于100℃。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述高合金冷作模具鋼中包括的化學組分及其重量百分含量為含C 1.45～1.70％，Si 0～0.40％，Mn 0～0.40％，Cr 11.00～12.50％，Mo 0.40～0.60％，V 0.15～0.30％。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述高合金冷作模具鋼中包括的化學組分及其重量百分含量為含C1.40～1.60％，Si 0～0.60％，Mn 0～0.60％，Cr 11.00～13.00％，Mo 0.70～1.20％,V 0～1.10％。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述工作輥的直徑為150～260mm。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述連續感應熱處理是用普通中頻設備對工作輥進行掃描加溫，掃描速度V與工作輥直徑D的關系為V＝K×D,K的取值范圍為0.3～0.6，其中V的單位為mm/min,D的單位為mm。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述普通中頻設備為500KW中頻淬火機床，工作頻率為200～600Hz，掃描感應器高度為80～150mm。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述霧冷是在出水口通入風機，風機的風速為20700～20800m³/h，出水口的水速為11～13L/min。