CN101403032B - 一种高速钢复合轧辊的热处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于轧钢制造领域，具体地说是一种轧钢行业中板带轧机应用的高速钢复合轧辊的热处理工艺。热处理工艺分为退火、淬火和回火三个阶段，适用于高速钢复合轧辊。其中，退火加热速度为10～60℃/h，退火加热温度为600～750℃，保温时间8～20h，退火冷却采用炉冷。本发明具有退火硬度低，利于切削加工，淬火回火后高速钢轧辊硬度高、硬度均匀性好、径向硬度降小等优良的特点。

Description

一种高速钢复合轧辊的热处理工艺

技术领域

本发明属于轧钢制造领域，具体地说是一种轧钢行业中板带轧机应用的高速钢复合轧辊的热处理工艺。

背景技术

高速钢具有良好的淬透性、红硬性和耐磨性，因而取代高铬铸铁成为现代先进热连轧机精轧前段工作辊材料的优选。因为复合铸造方法生产效率高，成本低，所以被广泛应用于高速钢轧辊的生产。而复合高速钢轧辊的热处理则是轧辊制造过程中的难点之一。如果工艺不合理经常会发生裂纹、断辊等破坏性失效，或者导致硬度较低，硬度均匀性差，径向硬度落差大等性能不合格现象。

复合高速钢轧辊工作层为高合金钢，轧辊芯部为高强度球墨铸铁或铸钢，二者通常采用各种复合方法浇注成两层或三层的复合轧辊。热处理过程中，不仅要保证外层高速钢性能合格，而且要兼顾芯部材质的性能，并且要考虑两种材质比热、导热、弹性模量等热物性参数的不同对热处理稳定性的影响，防止淬火变形开裂。中国专利申请(公开号CN101037760A)公开了一种高碳高钒高速钢复合轧辊及其热处理方法，热处理采用较低温度淬火，淬火冷却采用喷雾和强风冷却。中国专利申请(公开号CN1824820A)公开了一种新型铬钢系高速钢及其热处理工艺，其淬火采用油冷和空冷，回火采用三次回火。这些技术都是针对个别产品进行的热处理工艺设计，适应性较窄，并且未对退火工艺作出说明。

高速钢轧辊采用两层或三层复合，由于内外层材料成分差异较大，热物性参数有较大差别，因此热处理过程中加热速度的选择，中间保温温度的确定是影响轧辊热处理抗事故性的关键因素。同时，高速钢复合轧辊对硬度、硬度均匀性要求较严格，因此热处理温度及保温时间的选择也是技术难点。另外高速钢轧辊对硬度落差也有一定的要求，需要合理选择冷却方式，既保证合理的硬度又得到较小的硬度落差，以满足轧辊使用需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于高速钢复合轧辊的热处理工艺，使高速钢轧辊在热处理过程中成品率高，性能稳定。其中，包括较少变形和开裂，辊面硬度高，硬度均匀性好，径向硬度落差小，同时保证辊芯及辊颈的良好性能。

基于此目的，本发明的技术方案是：

一种高速钢复合轧辊的热处理工艺，包括退火工艺、淬火工艺和回火工艺三部分。

所述的高速钢复合轧辊热处理工艺，为了降低轧辊硬度，提高机加工性能，进行退火。退火加热速度为10～60℃/h，退火加热温度为600～750℃，保温时间8～20h，退火冷却采用炉冷。

所述的高速钢复合轧辊热处理工艺，淬火加热速度为10～30℃/h，升温至750～950℃时进行一次保温，保温时间5～15h；然后以50～120℃/h的速度升温至1020～1160℃奥氏体化，奥氏体化保温时间2～10h；出炉进行风冷和/或空冷淬火，轧辊表面温度冷却至400～520℃时入炉，保温3～8h，炉冷。

所述的高速钢复合轧辊热处理工艺，淬火炉冷温度低于150℃时进行回火，回火采用二次回火；回火加热速度为10～30℃/h，回火温度500～580℃，保温时间10～30h；一次回火采用空冷，辊面温度低于150℃时进行二次回火，二次回火采用炉冷。

本发明的有益效果是：

1、本发明高速钢复合轧辊热处理工艺通过合理设计热处理加热速度可以有效减少热处理加热过程中高速钢复合轧辊的变形、开裂等破坏性失效。

2、本发明高速钢复合轧辊热处理工艺，退火硬度小于HRC42，可以有效提高高速钢轧辊的机加工性能。

3、本发明高速钢复合轧辊热处理工艺，采用风冷和/或空冷淬火，可以防止淬火冷却过程中残余应力较大，变形开裂事故的产生，提高热处理成品率。

4、本发明高速钢复合轧辊热处理工艺，最终回火硬度大于HSD80，轧辊具有良好的耐磨性、红硬性，硬度均匀，硬度落差小。

附图说明

图1是高速钢复合轧辊退火工艺曲线。

图2是高速钢复合轧辊淬火工艺曲线。

图3是高速钢复合轧辊回火工艺曲线。

具体实施方式

如图1所示，本发明高速钢复合轧辊的热处理工艺，先进行退火，退火加热速度为10～60℃/h，退火加热温度为600～750℃，保温时间8～20h，退火冷却采用炉冷。

如图2所示，本发明高速钢复合轧辊的热处理工艺，再进行淬火，淬火加热速度为10～30℃/h，升温至750～950℃时进行一次保温，保温时间5～15h；然后以50～120℃/h的速度升温至1020～1160℃奥氏体化，奥氏体化保温时间2～10h；出炉进行风冷和/或空冷淬火，轧辊表面温度冷却至400～520℃时入炉，保温3～8h，炉冷。

如图3所示，本发明高速钢复合轧辊的热处理工艺，淬火炉冷温度低于150℃时进行回火，回火采用两次回火；回火加热速度为10～30℃/h，回火温度500～580℃，保温时间10～30h；第一次回火采用空冷，辊面温度低于150℃时进行第二次回火，第二次回火采用炉冷。

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本实施例高速钢的牌号为1.8C-5Mo-4Cr-5V，按本发明高速钢复合轧辊热处理工艺，对高速钢复合轧辊进行热处理，采用如下工艺参数：

(1)退火

退火加热速度：20℃/h；退火加热温度：630℃；退火保温时间：10h，炉冷。

(2)淬火

淬火起始段加热速度：15℃/h；一次保温温度：780℃；一次保温时间：5h；淬火二次加热速度：60℃/h；奥氏体化温度：1050℃；奥氏体化时间：8h；淬火冷却方式：风冷；淬火入炉温度：420℃；入炉保温时间：6h。

(3)回火

两次的回火加热速度：15℃/h；两次的回火温度：520℃；两次的回火保温时间：15h。

本实施例效果：

退火硬度：HRC40；最终回火硬度：HSD81；辊面硬度均匀性：±1HSD；工作层硬度降：<3HSD；辊颈硬度：HSD42。

实施例2

本实施例高速钢的牌号为2C-6Mo-4Cr-6V，按本发明高速钢复合轧辊热处理工艺，对高速钢复合轧辊进行热处理，采用如下工艺参数：

(1)退火

退火加热速度：30℃/h；退火加热温度：680℃；退火保温时间：12h。

(2)淬火

淬火起始段加热速度：20℃/h；一次保温温度：850℃；一次保温时间：8h；淬火二次加热速度：80℃/h；奥氏体化温度：1100℃；奥氏体化时间：3h；淬火冷却方式：空冷；淬火入炉温度：450℃；入炉保温时间：5h。

(3)回火

两次的回火加热速度：25℃/h；两次的回火温度：530℃；两次的回火保温时间：20h。

本实施例效果：

退火硬度：HRC38；最终回火硬度：HSD82；辊面硬度均匀性：±1HSD；工作层硬度降：<3HSD；辊颈硬度：HSD43。

实施例3

本实施例高速钢的牌号为2.2C-W-5Mo-5Cr-6V，按本发明高速钢复合轧辊热处理工艺，对高速钢复合轧辊进行热处理，采用如下工艺参数：

(1)退火

退火加热速度：50℃/h；退火加热温度：730℃；退火保温时间：16h。

(2)淬火

淬火起始段加热速度：25℃/h；一次保温温度：920℃；一次保温时间：12h；淬火二次加热速度：100℃/h；奥氏体化温度：1150℃；奥氏体化时间：3h；淬火冷却方式：风冷+空冷；淬火入炉温度：500℃；入炉保温时间：3h。

(3)回火

两次的回火加热速度：25℃/h；两次的回火温度：550℃；两次的回火保温时间：25h。

本实施例效果：

退火硬度：HRC36；最终回火硬度：HSD83；辊面硬度均匀性：±1HSD；工作层硬度降：<3HSD；辊颈硬度：HSD43。

实施例结果表明，本发明设计的高速钢复合轧辊热处理工艺，具有退火硬度低，利于切削加工，淬火回火后高速钢轧辊硬度高、硬度均匀性好、径向硬度降小等优良的特点，达到了设计目的，未发生变形开裂事故，并且轧辊各项性能良好。

Claims (3)

1.一种高速钢复合轧辊的热处理工艺，其特征在于：热处理工艺分为退火、淬火和回火三个阶段，适用于高速钢复合轧辊；

退火加热速度为10～60℃/h，退火加热温度为600～750℃，保温时间8～20h，退火冷却采用炉冷；

淬火加热速度为10～30℃/h，升温至750～950℃时进行一次保温，保温时间5～15h；然后以50～120℃/h的速度升温至1020～1160℃奥氏体化，奥氏体化保温时间2～10h；出炉进行风冷和/或空冷淬火，轧辊表面温度冷却至400～520℃时入炉，保温3～8h，炉冷。

2.按照权利要求1所述的高速钢复合轧辊的热处理工艺，其特征在于：淬火炉冷温度低于150℃时进行回火，回火采用二次回火；两次的回火加热速度为10～30℃/h，两次的回火温度500～580℃，两次保温时间10～30h；一次回火采用空冷，辊面温度低于150℃时进行二次回火，二次回火采用炉冷。

3.按照权利要求1所述的高速钢复合轧辊的热处理工艺，其特征在于：退火后高速钢轧辊硬度小于HRC42，最终回火硬度大于HSD80。

Images