CN105171362A - 森吉米尔中间辊的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种森吉米尔中间辊的制造方法，它是由废旧芯棒经前处理、热处理以及后处理制得。所述废旧芯棒采用的是无缝冷轧管机废旧芯棒。所述热处理如下：①先对辊坯进行450～550℃的整体充分预热；②采用立式中频连续感应淬火加热，中频频率为250～350Hz，感应圈加热宽度为40～60mm，感应淬火温度为1050～1100℃，感应圈行走速度为0.5～1.0mm/s；③进行500～550℃的充分回火2～3次。本发明的方法采用无缝冷轧管机废旧芯棒制造森吉米尔轧机中间辊，不仅解决了常规制造森吉米尔轧机中间辊的诸多缺陷，实现了生产流程的简化，具有很好的经济效益，而且还实现了废旧芯棒的循环利用。

Description

森吉米尔中间辊的制造方法
技术领域
本发明属于轧辊技术领域，具体涉及一种森吉米尔中间辊的制造方法。
背景技术
森吉米尔轧机是用于轧制不锈钢、硅钢以及合金钢等难以变形的金属板卷的多辊式轧机。相对常规的4辊轧机、6辊轧机，森吉米尔轧机可以轧制出更薄、精度更高的板带产品。
森吉米尔轧机的中间辊直径一般在100～250mm，目前国内中间辊多采用热作模具锻钢材质以整体热处理的方式生产，其一般生产过程包括：电炉冶炼→炉外精炼→真空脱气→浇铸成锭→电渣重熔→锻打成型→预备热处理→半精加工→最终热处理→精加工→成品。虽然该生产工艺已经成熟，但仍然存在一些缺点：（1）毛坯制造以及最终热处理工艺流程复杂，周期长，能耗大；（2）由于最终热处理后中间辊整体淬硬，机加工难度以及工时损耗大；（3）最终热处理部分厂家仍然采用盐浴炉加热，污染大，能耗大；（4）最终热处理后往往存在粗晶组织，会导致使用阶段可能出现麻点剥落，同时降低辊体塑韧性。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种不仅工艺简单而且实现资源利用的森吉米尔中间辊的制造方法。
实现本发明上述目的的技术方案是：一种森吉米尔中间辊的制造方法，它是由废旧芯棒经前处理、热处理以及后处理制得。
所述废旧芯棒采用的是无缝冷轧管机废旧芯棒，其化学成分如下：
C：0.30～0.38%；Si：0.70～1.20%；Mn≤0.60%；S≤0.008%；P+S≤0.020%；Ni≤0.50%；Cr：4.50～5.50%；Mo：1.00～1.50%；V：0.80～1.20%。
所述前处理是将废旧芯棒切割成中间辊所需长度，然后先粗加工出辊身辊颈结构，再进行半精加工以及辊身粗磨得到辊坯。
另外，为了保证中间辊辊身边部无软带，所述辊坯的辊身相对于中间辊成品的辊身两端各超出30～40mm，同时在辊身两端留出R15以上的工艺倒角。
所述热处理如下：
①首先，为满足中间辊淬硬层深度要求以及使辊身内部在淬火后获得良好的应力分布，需要先对辊坯进行450～550℃的整体充分预热。
②其次，为保证淬硬层深度以及控制淬火变形，采用立式中频连续感应淬火加热，中频频率为250～350Hz，感应圈加热宽度为40～60mm，感应淬火温度为1050～1100℃，感应圈行走速度为0.5～1.0mm/s。
③最后，在立式中频连续感应淬火后进行500～550℃的充分回火2～3次，以稳定淬火后辊身表面组织，减少残余奥氏体以及残余应力，形成弥散析出的颗粒碳化物以提高辊身使用时的耐磨性。
所述后处理是对热处理后的中间辊辊身表面以及辊颈部位进行车削加工；然后进炉进行250～350℃的整体除应力，以防止后续磨削热变形；最后再进行磨削加工。
所述磨削加工采用树脂砂轮，半精磨削进刀量为0.02～0.04mm，精磨进刀量为0.01～0.02mm，超精磨削进刀量为0.005～0.01mm。
本发明具有的积极效果：
（1）本发明的方法采用无缝冷轧管机废旧芯棒制造森吉米尔轧机中间辊，不仅解决了常规制造森吉米尔轧机中间辊的诸多缺陷，实现了生产流程的简化，具有很好的经济效益，而且还实现了废旧芯棒的循环利用，极大的降低了生产资源的消耗浪费。
（2）由于芯棒毛坯是采用电渣重熔以及整体锻钢的工艺处理而成，其整体成分组织均匀，用它循环再生制造的中间辊辊面硬度均匀性较好，可以降低麻点剥落的发生率。
（3）由于废旧芯棒最终热处理通常采用高温淬火+高温回火工艺，相当于整体高温调质，因此使得由其制造的中间辊辊颈具有较高的机械性能，而且辊身内部非使用层也有着良好的刚性和塑韧性，从而不会因为辊身承受较大压力而造成后期使用风险，既能够提高表面淬火后使用层硬度及其均匀性，又能够降低后期表面淬火变形。
（4）由于芯棒整体长度长，采用它制造中间辊可以根据具体要求加工成不同长度尺寸的中间辊，一支废旧芯棒一般可以制造多支中间辊。
（5）本发明的方法最终能够制得辊身表面硬度为75～82HSD、硬度均匀性≤3HSD、淬硬层深度≥15mm、辊面粗糙度达到0.8、同轴度达到0.02、细晶组织均匀的中间辊，该中间辊既能够满足森吉米尔轧机对中间辊产品硬度以及有效使用层深度的要求，又提高了中间辊表面抗麻点剥落能力，有效使用层使用后硬度下降≤1HSD。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例的森吉米尔中间辊的制造方法具有以下步骤：
（一）前处理。
将总长为10800mm的无缝冷轧管机废旧芯棒切割成四段，每段长度为2700mm，然后先粗加工出辊身辊颈结构，其中辊身长度为1630mm，再进行半精加工以及辊身粗磨，同时在辊身两端留出R15以上的工艺倒角，得到辊坯。
所述无缝冷轧管机废旧芯棒的化学成分如下：
C：0.30～0.38%；Si：0.70～1.20%；Mn≤0.60%；S≤0.008%；P+S≤0.020%；Ni≤0.50%；Cr：4.50～5.50%；Mo：1.00～1.50%；V：0.80～1.20%。
（二）热处理。
①首先，对辊坯进行500±10℃的整体充分预热。
②然后，采用立式中频连续感应淬火加热，中频频率为250～350Hz，感应圈加热宽度为50mm，感应淬火温度为1050～1100℃，感应圈行走速度为0.8mm/s。
③最后，在500～550℃的温度下进行两次回火，每次10h左右。
（三）后处理。
对热处理后的中间辊辊身表面以及辊颈部位进行车削加工；然后进炉进行300±10℃的整体除应力，以防止后续磨削热变形；最后再进行磨削加工。
磨削加工采用树脂砂轮，半精磨削进刀量为0.03mm，精磨进刀量为0.015mm，超精磨削进刀量为0.008mm。
本实施例最终制得的中间辊辊身长度为1550mm，辊身表面硬度为81HSD，硬度均匀性≤2HSD，淬硬层深度≥15mm，辊面粗糙度达到0.8，同轴度达到0.02，细晶组织均匀。
（实施例2～实施例5）
各实施例的方法与实施例1基本相同，不同之处见表1。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
辊坯辊身长度 1630mm 1444mm 1630mm 1560mm 1454mm
中间辊辊身长度 1550mm 1374mm 1550mm 1500mm 1384mm
整体充分预热温度 500±10℃ 540±10℃ 460±10℃ 500±10℃ 500±10℃
感应圈加热宽度 50mm 50mm 50mm 60mm 40mm
感应圈行走速度 0.8mm/s 0.8mm/s 0.8mm/s 1.0mm/s 0.5mm/s
整体除应力温度 300±10℃ 340±10℃ 260±10℃ 300±10℃ 300±10℃
辊身表面硬度 81HSD 76HSD 77HSD 80HSD 79HSD
硬度均匀性 ≤2HSD ≤3HSD ≤3HSD ≤2HSD ≤2HSD
（应用例）
将各实施例制得的中间辊应用到森吉米尔轧机上，使用后发现有效使用层硬度下降≤1HSD，辊身表面基本无麻点剥落。

Claims (9)

1.一种森吉米尔中间辊的制造方法，其特征在于：它是由废旧芯棒经前处理、热处理以及后处理制得。
2.根据权利要求1所述的森吉米尔中间辊的制造方法，其特征在于：所述废旧芯棒采用的是无缝冷轧管机废旧芯棒，其化学成分如下：
C：0.30～0.38%；Si：0.70～1.20%；Mn≤0.60%；S≤0.008%；P+S≤0.020%；Ni≤0.50%；Cr：4.50～5.50%；Mo：1.00～1.50%；V：0.80～1.20%。
3.根据权利要求2所述的森吉米尔中间辊的制造方法，其特征在于：所述热处理采用立式中频连续感应淬火加热；
中频频率为260～350Hz，感应圈加热宽度为40～60mm，感应淬火温度为1050～1100℃，感应圈行走速度为0.5～1.0mm/s。
4.根据权利要求3所述的森吉米尔中间辊的制造方法，其特征在于：所述热处理还包括在立式中频连续感应淬火加热前进行450～550℃的整体充分预热。
5.根据权利要求3所述的森吉米尔中间辊的制造方法，其特征在于：所述热处理还包括在立式中频连续感应淬火加热后进行500～550℃的回火2～3次。
6.根据权利要求1至5之一所述的森吉米尔中间辊的制造方法，其特征在于：所述前处理是将废旧芯棒切割成中间辊所需长度，然后先粗加工出辊身辊颈结构，再进行半精加工以及辊身粗磨得到辊坯。
7.根据权利要求6所述的森吉米尔中间辊的制造方法，其特征在于：所述辊坯的辊身相对于中间辊成品的辊身两端各超出30～40mm。
8.根据权利要求1至5之一所述的森吉米尔中间辊的制造方法，其特征在于：所述后处理是对热处理后的中间辊辊身表面以及辊颈部位进行车削加工，然后进炉进行250～350℃的整体除应力，最后再进行磨削加工。
9.根据权利要求8所述的森吉米尔中间辊的制造方法，其特征在于：所述磨削加工采用树脂砂轮，半精磨削进刀量为0.02～0.04mm，精磨进刀量为0.01～0.02mm，超精磨削进刀量为0.005～0.01mm。
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