CN103231205A - 一种辊道用辊的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种辊道用辊的制造方法，包括下述依次的步骤：Ⅰ、原料加工：原料的外直径大于所制造的辊道用辊直径；锯切下料原料长度比所制造的辊道用辊的长度长；Ⅱ、斜底炉加热分为预热段、加热段与均热段，并沿圆周方向翻转175°～185°；Ⅲ、穿孔成辊道所需半成品：均热保温后的原料的穿孔，是在参数设定后装夹好模具的穿孔机上进行的，在斜底炉将原料加热至175～185后，在菌式穿孔机斜轧穿制成半成品；Ⅳ、热处理：把半成品都放入室式炉，加热到1000～1020℃；Ⅴ、机加工：将热处理后的半成品锯切为辊道用辊长度，按照图纸尺寸要求加工内外直径尺寸。本发明的制造方法成材率较高，而且工序较少。
Description
技术领域
本发明涉及一种辊道用辊的制造方法。
背景技术
辊道用辊一般是厚壁无缝中空类管件，材质多为耐磨性能较高的合金钢，大多用于炼钢，冷轧等冶金行业的坯料传送辊道。
传统的辊道用辊的制造方法是：锻造圆棒+深孔车床机加工+热处理制作成材率较低，且工序复杂。
发明内容
为了克服现有辊道用辊的制造方法的上述不足，本发明提供一种成材率较高，而且工序较少的辊道用辊的制造方法。
本发明针对辊道用辊材质以及对应规格制订了热加工工艺参数，设计了所需工模具，成功开发了辊道用辊的穿孔制造方法。
本发明的技术方案是采用热轧穿孔成型+热处理+精车，成功满足了成品外形尺寸、表面质量以及力学性能的要求。
本辊道用辊的生产方法包括下述依次的步骤：
Ⅰ 原料加工
原料的材料为42CrMo、20CrMo与45#中的任一种的连铸坯或锻造坯；
原料的外直径大于所制造的辊道用辊直径4～6mm；锯切下料原料长度比所制造的辊道用辊的长度长10～15mm；并符合倍尺长度；
定心孔的直径为Φ30～50mm，深度为20～40 mm；
同心度：≤1mm；
Ⅱ斜底炉加热
预热段；1070～1090℃ 加热时间：80～90分钟；
加热段：1120～1140℃ 加热时间：50～60分钟；
均热段：1170～1190℃ 保温时间：15～25分钟；
每8～10分钟将原料沿圆周方向翻转175°～185°，并主要检测预热段、加热段、均热段钢温达到设定温度值：1070～1090℃、1120～1140℃、1170～1190℃；
Ⅲ 穿孔成辊道所需半成品
均热保温后的原料的穿孔，是在参数设定后装夹好模具的穿孔机上进行的。
参数设定
设定轧辊距为133～137mm，椭圆度不大于1.07，顶头前伸量为37～47mm，轧辊转数为20～30转/分；
半成品的规格 外直径等于原料的外直径；
内直径比所制造的辊道用辊的内直径小4～6mm㎜；
轧机轧辊距 133～137mm；导板距 141～151mm；
顶头位置：37～47mm：
轧辊咬入角8°～12°；
模具的要求
A.钼基合金顶头
由于辊道用辊多数为厚壁管件，在穿孔过程中坯料的内扩值经验值CH为4～6mm，故设定模具时，顶头直径要比半成品内孔小4～6mm，且粗糙度为Ra ≤3.2um 。
顶头鼻部直径：d=（0.15～0.25）D；
顶头长度为：l=（1.2）╳D
顶头均壁段长度： L=（1.2-1.4）╳(D ╳tan(β╳π /180)/2
其中D是原料的直径，S是半成品壁厚，β是轧辊咬入角；
长度单位mm； 角的单位 度；
B.顶杆
顶杆时装配顶头和支撑钢管保证轧制中心线的工具，由于顶杆在穿孔过程中不仅要承受顶头所遇的来之管坯的阻力，而且还在高温条件下工作，故顶杆内孔需通冷却水，为了便于冷却水流通在顶杆前开直径为2.5～3.5mm的孔，使得水畅通从冷却水管流进，从水管与顶杆内径间隙顺利流出起到冷却顶杆作用；
C. 导板
导板主要为限制原料在穿孔过程中金属横向流动保证穿孔过程中轧制稳定。为降低导板对金属的阻力，提高导板寿命。故对导板做如下设计：
导板工作槽深：C=4～6mm 导板边宽：B=4～6mm。
变形模具：
顶头直径比半成品内孔小5～7mm， 长度 174～176 mm；
顶杆直径 φ75～77 mm； 导板规格： 140～150 mm（宽度）
辅助工装：
导向块内直径φ88～92 mm；
脱管模内直径φ93～97 mm；
入口导套内直径 D=159～161 mm；
穿孔成半成品
在斜底炉将原料加热至1175～1185℃后，在菌式穿孔机斜轧穿制成半成品；
Ⅳ 热处理
把半成品都放入室式炉，加热到1000～1020℃，保温时间控制在3～5min/mm。
Ⅴ机加工
将热处理后的半成品锯切为辊道用辊长度，通过1～2道次精车和深孔钻床加工，按照辊道用辊图纸尺寸要求加工内直径与外直径。
本辊道用辊的制造方法成材率较高，而且工序较少。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式，但本发有的具体实施方式不局限于下述的实施例。
实施例
本实施例是20CrMo炼钢厂连铸辊道用辊的制作方法。
辊道用辊为直径×内孔×长度：Φ146×Φ92×800mm
技术要求
外直径Φ：146±1mm；
内通孔直径 Φ92±0.8 mm；
直线度.≤0.8mm/m；整支钢管的≤1mm。
不圆度：≤0.2mm；
表面状况：无砂眼、外表面无划伤，凹坑、麻点、起皮、拉毛，内表面无划伤、拉毛、丝道
粗糙度：外壁粗糙度：Ra≤1um；内壁粗糙度：Ra ≤6.3um
壁厚均匀度：±0.1mm。
本实施例的生产工艺是：
锯切→定心→斜底炉加热→穿孔→热处理→精车
本辊道用辊的制造方法的实施例包括下述依次的步骤：
Ⅰ 原料加工：
原料外直径直径Φ150mm；
锯切下料原料长度为810mm倍尺
定心孔规格：Φ30╳20 mm（直径与深度）；
同心度：≤1mm；
原料每批：60支（可连续生产）
Ⅱ斜底炉加热
预热段；1080℃ 加热时间：85分钟；
加热段：1130℃ 加热时间：55分钟；
均热段：1180℃ 保温时间：20分钟；
本实施例每8分钟将原料沿圆周方向翻转180度，并主要检测预热段、加热段、均热段钢温达到设定温度值：1080℃、1130℃、1180℃。
Ⅲ 穿孔成辊道所需半成品
均热保温后的原料的穿孔，是在参数设定后装夹好模具的穿孔机上进行的。
参数设定
设定轧辊距为135mm，椭圆度不大于1.07，顶头前伸量为42mm，轧辊转数为25转/分；
半成品的规格 外直径φ150㎜ 内直径φ88㎜；（成品的内径加工余量：4mm）
轧机轧辊距 135㎜；导板距 146㎜；
顶头位置：40㎜（穿孔时顶头超出轧辊轧制带部分）：
轧辊咬入角10°；
电动机转速 360r/min。
模具的要求
A.钼基合金顶头
由于辊道用辊多数为厚壁管件，在穿孔过程中坯料的内扩值较小故设定模具时，顶头直径要比半成品内孔小6mm，且粗糙度为Ra ≤6.3um 。
顶头鼻部直径：d=6mm；
顶头长度为：l=（1.2）╳150=180mm 其中D是原料的直径；
顶头均壁段长度：
L=1.3╳(150╳tan(10╳3.1415/180)/2=54mm
B.顶杆
顶杆时装配顶头和支撑钢管保证轧制中心线的工具，由于顶杆在穿孔过程中不仅要承受顶头所遇的来之管坯的阻力，而且还在高温条件下工作，故顶杆内孔需通冷却水，为了便于冷却水流通不仅在顶杆前开了直径为3mm孔便于气体流通，使得水畅通从冷却水管流进，从水管与顶杆内径间隙顺利流出起到冷却顶杆作用。
C. 导板
导板主要为限制原料在穿孔过程中金属横向流动保证穿孔过程中轧制稳定。为降低导板对金属的阻力，提高导板寿命。故对导板做如下设计：
导板工作槽深：C=5mm 导板边宽：B=5mm。
本实施例中：
变形模具：
顶头直径Φ84 mm 长度 175 mm；
顶杆直径 φ76 mm； 导板规格： 140～150 mm（宽度）
辅助工装：
导向块内直径φ95 mm；
脱管模内直径φ95 mm；
入口导套内直径 D=160 mm；
穿孔成半成品
本实施例的半成品在型号为Φ160的菌式穿孔机经过斜底炉将原料加热至1180℃后斜轧穿制而成，穿孔后半成品外直径为：Φ150mm，内直径为：φ88㎜
Ⅳ 热处理
把半成品都放入室式炉，加热到1010℃，保温时间控制在4min/mm，保温130分钟。
Ⅴ机加工
将热处理后的半成品锯切为成品辊道长度800mm，通过1道次精车和深孔钻床加工，加工成外直径Φ146±1mm，内直径Φ92±0.8 mm，即满足连铸辊道的使用标准。
Claims (1)
1.一种辊道用辊的制造方法，包括下述依次的步骤：
Ⅰ 原料加工
原料的材料为42CrMo、20CrMo与45#中的任一种的连铸坯或锻造坯；
原料的外直径大于所制造的辊道用辊直径4～6mm；锯切下料原料长度比所制造的辊道用辊的长度长10～15mm；并符合倍尺长度；
定心孔的直径为Φ30～50mm，深度为20～40 mm；
同心度：≤1mm；
Ⅱ 斜底炉加热
预热段；1070～1090℃ 加热时间：80～90分钟；
加热段：1120～1140℃ 加热时间：50～60分钟；
均热段：1170～1190℃ 保温时间：15～25分钟；
每8～10分钟将原料沿圆周方向翻转175°～185°，并主要检测预热段、加热段、均热段钢温达到设定温度值：1070～1090℃、1120～1140℃、1170～1190℃；
Ⅲ 穿孔成辊道所需半成品
均热保温后的原料的穿孔，是在参数设定后装夹好模具的穿孔机上进行的；
参数设定
设定轧辊距为133～137mm，椭圆度不大于1.07，顶头前伸量为37～47mm，轧辊转数为20～30转/分；
半成品的规格 外直径等于原料的外直径；
内直径比所制造的辊道用辊的内直径小4～6mm㎜；
轧机轧辊距 133～137mm；导板距 141～151mm；
顶头位置：37～47mm：
轧辊咬入角8°～12°；
模具的要求
A.钼基合金顶头
辊道用辊在穿孔过程中坯料的内扩值经验值CH为4～6mm，设定模具时，顶头直径要比半成品内孔小4～6mm，且粗糙度为Ra ≤3.2um ；
顶头鼻部直径：d=（0.15～0.25）D；
顶头长度为：l=（1.2）╳D
顶头均壁段长度： L=（1.2-1.4）╳(D ╳tan(β╳π /180)/2
其中D是原料的直径，S是半成品壁厚，β是轧辊咬入角；
长度单位mm； 角的单位 度；
B.顶杆
在顶杆前开直径为2.5～3.5mm的孔，使得水畅通从冷却水管流进，从水管与顶杆内径间隙顺利流出起到冷却顶杆作用；
C. 导板
导板做如下设计：
导板工作槽深：C=4～6mm 导板边宽：B=4～6mm；
变形模具：
顶头直径比半成品内孔小5～7mm， 长度 174～176 mm；
顶杆直径 φ75～77 mm； 导板规格： 140～150 mm（宽度）
辅助工装：
导向块内直径φ88～92 mm；
脱管模内直径φ93～97 mm；
入口导套内直径 D=159～161 mm；
穿孔成菌式穿孔机
在斜底炉将原料加热至1175～1185℃后，在菌式穿孔机斜轧穿制成半成品；
Ⅳ 热处理
把半成品都放入室式炉，加热到1000～1020℃，保温时间控制在3～5min/mm；
Ⅴ 机加工
将热处理后的半成品锯切为辊道用辊长度，通过1～2道次精车和深孔钻床加工，按照辊道用辊图纸尺寸要求加工内外直径尺寸。
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