一種冷軋工作輥鹽浴淬火方法
【專利摘要】本發明涉及一種軋輥淬火方法，具體為一種冷軋工作輥鹽浴淬火方法，解決了現有冷軋輥鹽浴淬火技術因無有效防護措施易導致輥頸局部應力過大、硬度不均并發生斷裂的問題。一種冷軋工作輥鹽浴淬火方法，首先對冷軋輥鹽浴加熱時，冷軋輥輥身邊緣處至同側輥頸端面不入鹽浴加熱，其余輥身部分與另一側輥頸鹽浴加熱；保溫足夠時間后，經鹽浴加熱的輥頸不入水冷卻，冷軋工作輥其余部分入水冷卻；冷卻一定時間后，全部浸入淬火油冷卻至室溫。本發明對冷軋工作輥鹽浴淬火無需增加隔熱防護層予以防護，冷軋輥輥身表面工作層硬度58～62HRC，輥身硬度梯度小，輥頸部位保持相對低的硬度和韌性，避免了冷軋輥輥頸斷裂，使用壽命提高。
【專利說明】一種冷軋工作輥鹽浴淬火方法
[0001]【技術領域】
本發明涉及一種軋輥淬火方法，具體為一種冷軋工作輥鹽浴淬火方法。
[0002]【背景技術】
軋輥的質量和使用壽命， 直接關系到軋制的生產效率、產品質量及生產成本。冷軋工作輥輥身表面要求高而均勻的硬度，以承受較大的軋制壓力并獲得良好的耐磨性能，從而在保證軋材表面質量的基礎上，獲得良好的使用壽命；冷軋工作輥輥面的淬硬深度和硬度梯度要求很高，而輥頸部分硬度則要求較低，以獲取良好的韌性和抗彎曲、扭轉、剪切性能，避免發生輥面剝落和輥頸斷裂非正常失效。淬火工藝是關系冷軋輥最終使用性能的關鍵環節。
[0003]高頻或中頻等感應加熱方式更適合大型支撐輥或熱軋輥的局部加熱淬火，如果利用感應加熱方式對冷軋工作軋輥進行淬火，因輥身較長，需要借助專門的傳動裝置來實現，工藝參數難于控制；且冷卻時無法實現水淬油冷造成輥面淬硬層深度不夠，硬度梯度太陡而表層剝落。實際生產中，對冷軋工作輥進行整體鹽浴淬火的工藝仍被廣泛應用。為獲得理想的輥身硬度，軋輥加熱后需要在冷卻介質中停留較長時間，這將使輥頸部位硬度過高，殘余應力過大，直接導致冷軋工作輥在后續加工或使用中發生輥頸脆性斷裂。
[0004]成品冷軋工作輥的輥頸不要求有過高的硬度，以保證其足夠的韌性，為此在冷軋工作輥淬火前需對軋輥進行調質處理，并在對冷軋輥進行鹽浴加熱和淬火冷卻時，對輥頸增加隔熱防護層予以防護，降低輥頸硬度。但實際應用中，由于輥頸隔熱防護層在鹽浴加熱后水冷時極易爆炸脫落，無法起到很好的防護效果，造成輥頸局部淬火硬度過高，并最終導致冷軋輥輥頸斷裂的問題經常發生。
[0005]
【發明內容】
本發明旨在提出一種冷軋工作輥鹽浴淬火方法，以解決現有技術中隔熱防護層無法對軋輥輥頸部位進行有效防護問題，避免由此引發的軋輥輥頸裂紋甚至斷裂。
[0006]為實現上述目的，本發明提供一種冷軋工作輥鹽浴淬火方法，其關鍵技術在于冷軋工作輥的鹽浴加熱方式和出爐冷卻方法，本發明特征在于，包括以下步驟:
步驟一，將冷軋工作輥垂直置于鹽浴爐中加熱，冷軋工作輥一側輥頸及相鄰部分輥身置于空氣中，其余輥身部分及另一側輥頸在鹽浴中加熱并保溫足夠時間；
步驟二，將冷軋工作輥從鹽浴爐中取出并倒置，垂直入水冷卻足夠時間，經鹽浴加熱的棍頸不入水冷卻；
步驟三，將冷軋工作輥從冷卻水中取出，全部浸入淬火油冷卻至室溫。
[0007]進一步地，所述步驟一中，鹽浴爐加熱溫度為實際淬火溫度，升溫速度大于50°C /h，保溫時間按輥身有效直徑乘以20s/mm計算。
[0008]進一步地，所述步驟一中，冷軋工作輥部分輥身置于空氣中的長度為30~50mm，這部分輥身通過軋輥內部熱傳導獲得熱量，達到奧氏體化溫度；置于空氣中的輥頸未達到奧氏體化溫度，保持原組織狀態。
[0009]進一步地，所述步驟二中，冷軋工作輥未經鹽浴加熱的一側與輥身共同入水冷卻時，冷軋工作輥在冷卻水槽中不斷旋轉和充分移動，避免冷卻水局部升溫過快并氣化而影響淬火效果。
[0010]進一步地，所述步驟二和步驟三中，冷軋工作輥未經鹽浴加熱的一側與輥身共同入水冷卻的時間為3~5min，將冷軋工作輥從冷卻水中取出時，輥身表面溫度不超過200。。。
[0011]本發明的有益技術效果在于:
與現有技術相比，本發明對冷軋工作輥鹽浴淬火時，無需在冷軋輥上增加隔熱防護層予以防護，減少工序提聞了生廣效率。
[0012]本發明采用輥頸部位“入鹽加熱不入水淬、入水淬不入鹽加熱”的方法，保證輥身高硬度和兩端輥頸低硬度的穩定配合，避免輥頸脆性斷裂的發生。 [0013]本發明冷軋工作輥輥身組織主要為淬火馬氏體組織，整體淬透全硬化，工作層硬度可達58~62HRC，輥身表面至中心硬度梯度小于5HRC，保持了冷軋工作輥輥身高硬度、足夠的淬硬層深度、高耐磨性和斷裂韌性等性能要求，能滿足大負荷冷軋機工況條件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為冷軋工作輥置于鹽浴爐加熱方式示意圖；
圖2為冷軋工作輥置于冷卻水冷卻方式示意圖；
圖3為冷軋工作輥置于淬火油冷卻方式示意圖。
[0015]其中，附圖標記:
I一鹽，2—/K，3—淬火油，4一入水淬不入鹽加熱的輥頸，5—入水淬不入鹽加熱的輥身邊緣30~50mm部分，6—入鹽加熱且入水淬的輥身，7—入鹽加熱不入水淬的輥頸。
[0016]【具體實施方式】 實施例1
冷軋工作輥輥身尺寸O220X 1200mm、材質MC3鋼、調質態，按圖1將冷軋工作輥垂直置于鹽浴爐中加熱，冷軋工作輥一側輥頸部位4及相鄰部分輥身5置于空氣中，其余輥身部分6及另一側輥頸7在鹽浴中加熱并保溫，鹽浴爐的最終加熱溫度為870°C，升溫速度80°C /h，保溫時間73min ;將冷軋工作輥從鹽浴爐中取出并倒置，按圖2垂直入水冷卻5min，并在冷卻水槽中不斷旋轉和充分移動，經鹽浴加熱的輥頸部位7不入水冷卻；將冷軋工作輥從冷卻水中取出時，冷軋工作輥輥身部位5、6表面溫度170°C，按圖3將軋輥部位4~7全部浸入淬火油冷卻至室溫。
[0017]實施例2
冷軋工作輥輥身尺寸O 120X 1000mm、材質9Cr2Mo鋼、調質態，按圖1將冷軋工作輥垂直置于鹽浴爐中加熱，冷軋工作輥一側輥頸部位4及相鄰部分輥身5置于空氣中，其余輥身部分6及另一側輥頸7在鹽浴中加熱并保溫，鹽浴爐的最終加熱溫度為870°C，升溫速度100°C /h，保溫時間40min ;將冷軋工作輥從鹽浴爐中取出并倒置，按圖2垂直入水冷卻3min，并在冷卻水槽中不斷旋轉和充分移動，經鹽浴加熱的輥頸部位7不入水冷卻；將冷軋工作輥從冷卻水中取出時，冷軋工作輥輥身部位5、6表面溫度180°C，按圖3將軋輥部位4~7全部浸入淬火油冷卻至室溫。
[0018]以上所述實施例并不用于限制本發明，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內， 所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種冷軋工作輥鹽浴淬火方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，將冷軋工作輥垂直置于鹽浴爐中加熱，冷軋工作輥一側輥頸及相鄰部分輥身置于空氣中，其余輥身部分及另一側輥頸在鹽浴中加熱并保溫足夠時間； 步驟二，將冷軋工作輥從鹽浴爐中取出并倒置，垂直入水冷卻足夠時間，經鹽浴加熱的棍頸不入水冷卻； 步驟三，將冷軋工作輥從冷卻水中取出，全部浸入淬火油冷卻至室溫。
2.如權利要求1所述步驟一中，鹽浴爐加熱溫度為實際淬火溫度，升溫速度大于500C /h，保溫時間按冷軋工作輥輥身有效直徑乘以20s/mm計算。
3.如權利要求1所述步驟一中，冷軋工作輥部分輥身置于空氣中的長度為30~50mm，這部分輥身通過軋輥內部熱傳導獲得熱量，達到奧氏體化溫度；置于空氣中的輥頸未達到奧氏體化溫度，保持原組織狀態。
4.如權利要求1所述步驟二中，冷軋工作輥未經鹽浴加熱的一側與輥身共同入水冷卻時，冷軋工作輥在冷卻水槽中不斷旋轉和充分移動，避免冷卻水局部升溫過快并氣化而影響淬火效果。
5.如權利要求1所述步驟二和步驟三中，冷軋工作輥未經鹽浴加熱的一側與輥身共同入水冷卻的時間為3~5min，將冷軋工作輥從冷卻水中取出時，輥身表面溫度不超過200。。。`
【文檔編號】C21D1/60GK103667664SQ201310660768
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月10日 優先權日:2013年12月10日
【發明者】褚作明, 金康, 馬天寧, 陳東 申請人:機械科學研究總院先進制造技術研究中心