[發明專利]一種鍛鋼支承輥表面熱處理工藝

在審

• 申請號: 201811278715.8
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109609728A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 劉培培;李國慶;尚振偉;高玉海
• 申請（專利權）人: 河南中原特鋼裝備制造有限公司
• 主分類號: C21D1/10
• 分類號: C21D1/10;C21D1/18;C21D9/38;C21D1/667
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司 41102
• 代理人: 亢志民

本發明涉及一種鍛鋼支承輥的表面熱處理工藝，通過50/250HZ的淬火設備采用新的淬火工藝實現的，將淬火預熱溫度350±10℃保溫≥10H提高至400±10℃，保溫≥15H預熱；50/250HZ雙頻淬火設備淬火加熱時，50HZ工頻感應圈負責工件整體加熱，250HZ中頻感應圈負責工件旋轉下降時再次加熱，工件旋轉下降淬火時，下降速度選擇0.5mm/s，旋轉速度選擇40r/min，以保證≤1.5HSD的硬度均勻性及85HSD以上的硬度值；采用400±10℃回火溫度，保溫≥60H進行回火；通過此種淬火工藝，可提高支承輥的整體質量，提高硬度均勻性，生產高硬度值（85HSD以上）支承輥，降低支承輥使用過程由于硬度過渡層的猛烈變化形成的剝落風險，最終增加支承輥的使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種鍛鋼支承輥的表面熱處理工藝，利用此工藝淬火，可提高支承輥輥身淬火硬度及硬度均勻性，提高產品的質量和使用壽命；屬于熱處理技術領域。

背景技術

目前，大型鍛鋼支承輥先進的輥身表淬工藝有差溫淬火（差溫加熱+噴霧冷卻）（工藝路線如圖1）和整體感應淬火（工頻感應加熱+噴霧冷卻）兩種。差溫淬火采用臺車爐整體預熱，再轉入差溫爐及噴霧淬火設備，進行輥身的差溫加熱及淬火處理，最終產品硬度55-71HSD，硬度均勻性≤4HSD。缺點是無法生產高硬度支承輥。整體感應淬火采用工頻加熱、噴霧冷卻進行熱處理，最終產品硬度60-80HSD，硬度均勻性≤3HSD。此兩種淬火方法獲得的成品硬度難以達到85HSD以上，金相組織及硬度均勻性較差，硬度過渡層不好，易造成使用中剝落，產生軋制事故。而針對現有設備50/250HZ雙頻淬火機床特點，可以提出了一種支承輥雙頻感應淬火+噴水冷卻的最終熱處理方式，從而實現支承輥淬火達到高硬度（85HSD以上）、較好的金相組織（馬氏體級別3級以上）及硬度均勻性（≤1.5HSD）、較為平緩的硬度過渡層的效果，最終獲得良好的使用性能，增加了產品的使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足而提供一種結合50/250HZ雙頻淬火設備的特點來提高支承輥表面淬火質量的大型支承輥的表面熱處理工藝。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種鍛鋼支承輥的表面熱處理工藝，利用50/250HZ雙頻淬火設備實現鍛鋼支承輥表面熱處理過程；通過調整工藝參數，并與50/250HZ雙頻淬火備特性相結合，制定出工藝路線如下：

步驟1）、預熱過程：針對50/250HZ雙頻淬火設備的能力及支承輥規格情況，在鍛鋼支承輥淬火時，將Φ300mm-Φ600mm常規產品的淬火預熱溫度350±10℃，保溫≥10H，提高至400±10℃，保溫≥15H預熱，以降低淬火時的熱量損耗，保證最佳的功率輸出；

步驟2）、淬火過程：50/250HZ雙頻淬火設備淬火加熱時，50HZ工頻感應圈負責工件的整體加熱，加深熱滲透層，250HZ中頻感應圈負責工件旋轉下降時再次加熱，以補充下降過程中損失的熱量，達到淬水時910℃-930℃的最佳溫度，獲得良好的淬火馬氏體組織及85HSD以上的表面硬度值；其中工件旋轉下降淬火時，下降速度選擇0.5mm/s，旋轉速度選擇40r/min，以保證≤1.5HSD的硬度均勻性及85HSD以上的硬度值；冷卻采用噴水冷卻，設備上配套有噴水環，噴水環以斜直噴方式對工件進行噴水冷卻，通過調節淬火水的流量，使流量數值在195m3/h-210m3/h，從而控制淬火水壓達0.18MPa-0.2MPa，保證支承輥從920℃降為500℃的淬火速度在4.2℃/s-4.6 ℃/s，淬火后可達到85HSD以上的表面硬度和得到較深的30mm以上淬硬層深度；最終經噴水冷卻的工件下降至淬火池中進一步冷卻，使軋輥充分冷卻，保證組織的充分轉變，防止發生自回火；

步驟3）、回火過程：采用400±10℃回火溫度，保溫≥60H進行回火，保證使用硬度的同時，能夠更好的消除在淬火過程中產生的內應力，組織成為均勻的回火馬氏體組織。