CN105385832A - 铝合金轧机工作轧辊的表淬和调质联合热处理工艺 - Google Patents

铝合金轧机工作轧辊的表淬和调质联合热处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能够满足辊身和辊颈的不同表面硬度要求的铝合金轧机工作轧辊的表淬和调质联合热处理工艺。该工艺包括步骤：A、将轧辊放入井式炉内进行快速加热，加热温度950～1050℃；B、加热完成后，将轧辊放入淬火冷却槽中整体没入淬火介质中，淬火冷却；C、淬火冷却后，将轧辊放入井式炉内进行整体回火，回火温度460～560℃；D、将轧辊的辊身包扎陶纤毯，然后放入台车炉内进行分区回火，辊身的回火温度≤560℃，辊颈的回火温度560～650℃。采用该工艺能够克服常规工艺方法的设备限制，生产出合格产品，减少设备投入，降低生产成本。

Description

铝合金轧机工作轧辊的表淬和调质联合热处理工艺
技术领域
本发明涉及热处理技术，尤其是一种4200mm以上宽厚铝合金轧机工作轧辊的表淬和调质联合热处理工艺。
背景技术
图1为4200mm以上宽厚板铝合金轧机工作轧辊的结构示意图，
公知的：图1所示的铝合金轧机工作轧辊技术要求一般为：
辊身12表面工作层很高硬度、良好的耐磨性；其他区域相比辊身12有较低硬度、良好的综合机械性能强度和柔韧性的恰当配合。辊身12的工作层13≥25mm，辊身12的表面硬度HS70-75；辊颈11的表面硬度HS35-50。
⑴常规工作轧辊的热处理工艺流程：
锻后热处理→粗加工→预备热处理满足辊颈技术要求→半精加工→辊身感应淬火热处理满足辊身技术要求→精加工。
⑵常规的热处理工艺方法存在的主要问题：
由于4200mm以上宽厚板铝合金轧机工作轧辊的体积大、重量重精加工重量超过40吨，直径大超过1000mm，常规感应淬火热处理技术存在如下问题：
①国内无处理如此大吨位级别和轮廓尺寸的工作辊的感应淬火设备。
②感应淬火的有效硬化层深度不能达到设计要求的25mm以上。
所以用常规热处理方法不能生产合格产品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够克服常规工艺方法的设备限制，同时满足辊身和辊颈的不同表面硬度要求，生产出合格产品的铝合金轧机工作轧辊的表淬和调质联合热处理工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：铝合金轧机工作轧辊的表淬和调质联合热处理工艺，包括以下步骤：
A、将轧辊放入井式炉内进行快速加热，加热温度950～1050℃；
B、加热完成后，保温1～2小时，将轧辊放入淬火冷却槽中整体没入淬火介质中，淬火冷却；
C、淬火冷却后，将轧辊放入井式炉内进行整体回火，回火温度460～560℃；
D、将轧辊的辊身包扎陶纤毯，然后放入台车炉内进行分区回火，辊身的回火温度≤560℃，辊颈的回火温度560～650℃。
进一步的，步骤B中轧辊保温1～2小时后，首先水淬5～20分钟，然后油淬150～250分钟；
本发明的有益效果是：本发明所述的铝合金轧机工作轧辊的表淬和调质联合热处理工艺，利用常规井式和台车式热处理炉，克服感应淬火设备能力的局限，实现表面淬火和调质的联合热处理；同时对辊身用陶纤包扎保护后，实现分区、分时回火，同时满足辊身和辊颈不同硬度(机械性能)要求，能生产出满足设计要求的合格产品；减少了设备投入，降低了生产成本。
附图说明
图1是4200mm以上宽厚板铝合金轧机工作轧辊的结构示意图；
图2是本发明实施例中轧辊淬火快速加热示意图；
图3是本发明实施例中轧辊淬火冷却示意图；
图4是本发明实施例中轧辊台车炉分区回火示意图；
图中标示：1-轧辊，11-辊颈，12-辊身，13-工作层，2-井式炉，3-淬火冷却槽，4-淬火介质，5-台车炉，6-陶纤毯。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明所述的铝合金轧机工作轧辊的表淬和调质联合热处理工艺，包括以下步骤：
A、将轧辊1放入井式炉2内进行快速加热，加热温度950～1050℃；
B、加热完成后，保温1～2小时，将轧辊放入淬火冷却槽3中整体没入淬火介质4中，淬火冷却；
C、淬火冷却后，将轧辊1放入井式炉2内进行整体回火，回火温度460～560℃；
D、将轧辊1的辊身12包扎陶纤毯6，然后放入台车炉5内进行分区回火，辊身12的回火温度≤560℃，辊颈11的回火温度560～650℃。
在步骤A中，将轧辊放入井式炉2内进行快速加热，加热温度950～1050℃；从而使得轧辊1能够快速达到淬火的温度。
在步骤B中，加热完成后，保温1～2小时，将轧辊放入淬火冷却槽3中整体没入淬火介质4中，淬火冷却；从而使得轧辊1中的冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织。
在步骤C中，淬火冷却后，将轧辊1放入井式炉2内进行整体回火，回火温度460～560℃；对轧辊1进行整体回火，从而提高辊身12的表面硬度，满足辊身表面硬度的工艺要求。
在步骤D中，将轧辊1的辊身12包扎陶纤毯6，然后放入台车炉5内进行分区回火，辊身12的回火温度≤560℃，辊颈11的回火温度560～650℃。通过对辊身12包扎陶纤毯6进行保护加热，对轧辊1进行二次回火，从而实现辊身12和辊颈11的不同回火温度，满足辊颈1硬度机械性能要求。
综上所述的本发明所述的铝合金轧机工作轧辊的表淬和调质联合热处理工艺，利用常规井式和台车式热处理炉，克服感应淬火设备能力的局限，实现表面淬火和调质的联合热处理；同时对辊身12用陶纤毯6包扎保护后，实现分区、分时回火，同时满足辊身12和辊颈11不同硬度机械性能要求，能生产出满足设计要求的合格产品；减少了设备投入，降低了生产成本。
具体的在步骤B中的淬火介质4为水淬和油淬；首先水淬5～20分钟，然后油淬150～250分钟；有效减少马氏体转变的内应力，减小工件变形开裂的倾向。
实施例1
1、将轧辊1放入井式炉2内进行快速加热，加热温度950℃；
2、加热完成后，保温1～2小时，将轧辊放入淬火冷却槽3中整体没入淬火介质4中，淬火冷却；所述淬火介质4为水淬和油淬；首先水淬5～20分钟，然后油淬150～250分钟；
3、淬火冷却后，将轧辊1放入井式炉2内进行整体回火，回火温度460℃；
4、将轧辊1的辊身12包扎陶纤毯6，然后放入台车炉5内进行分区回火，辊身12的回火温度≤460℃，辊颈11的回火温度650℃。
实施例2
1、将轧辊1放入井式炉2内进行快速加热，加热温度1000℃；
2、加热完成后，保温1～2小时，将轧辊放入淬火冷却槽3中整体没入淬火介质4中，淬火冷却；所述淬火介质4为水淬和油淬；首先水淬5～20分钟，然后油淬150～250分钟；
3、淬火冷却后，将轧辊1放入井式炉2内进行整体回火，回火温度500℃；
4、将轧辊1的辊身12包扎陶纤毯6，然后放入台车炉5内进行分区回火，辊身12的回火温度≤500℃，辊颈11的回火温度600℃。
实施例3
1、将轧辊1放入井式炉2内进行快速加热，加热温度1050℃；
2、加热完成后，保温1～2小时，将轧辊放入淬火冷却槽3中整体没入淬火介质4中，淬火冷却；所述淬火介质4为水淬和油淬；首先水淬5～20分钟，然后油淬150～250分钟；
3、淬火冷却后，将轧辊1放入井式炉2内进行整体回火，回火温度560℃；
4、将轧辊1的辊身12包扎陶纤毯6，然后放入台车炉5内进行分区回火，辊身12的回火温度≤560℃，辊颈11的回火温度560℃。
对比例1
1、将轧辊1放入井式炉2内进行快速加热，加热温度900℃；
2、加热完成后，保温1～2小时，将轧辊放入淬火冷却槽3中整体没入淬火介质4中，淬火冷却；首先水淬5～20分钟，然后油淬150～250分钟；
3、淬火冷却后，将轧辊1放入井式炉2内进行整体回火，回火温度400℃；
4、将轧辊1的辊身12包扎陶纤毯6，然后放入台车炉5内进行分区回火，辊身12的回火温度≤400℃，辊颈11的回火温度550℃。
对比例2
1、将轧辊1放入井式炉2内进行快速加热，加热温度1100℃；
2、加热完成后，保温1～2小时，将轧辊放入淬火冷却槽3中整体没入淬火介质4中，淬火冷却；所述淬火介质4为水淬和油淬；首先水淬5～20分钟，然后油淬150～250分钟；
3、淬火冷却后，将轧辊1放入井式炉2内进行整体回火，回火温度600℃；
4、将轧辊1的辊身12包扎陶纤毯6，然后放入台车炉5内进行分区回火，辊身12的回火温度≤600℃，辊颈11的回火温度700℃。
通过上述实施例和对比例，得到表1。
表1
从上述表1中可以看出当：
加热温度为950～1050℃；整体回火温度为460～560℃；分区回火，辊身12的回火温度≤560℃，辊颈11的回火温度560～650℃时最终得到的轧辊其棍身工作层13厚度≥25mm，棍身表面硬度为70～75HSD，辊颈表面硬度为35～50HSD；符合工艺要求。
综上所述采用被发明所述的铝合金轧机工作轧辊的表淬和调质联合热处理工艺，利用常规井式和台车式热处理炉，克服感应淬火设备能力的局限，实现表面淬火和调质的联合热处理；同时对辊身12用陶纤包扎保护后，实现分区、分时回火，同时满足辊身12和辊颈11不同硬度(机械性能)要求，能生产出满足设计要求的合格产品；减少了设备投入，降低了生产成本。

Claims (2)

1.铝合金轧机工作轧辊的表淬和调质联合热处理工艺，其特征在于包括以下步骤：
A、将轧辊(1)放入井式炉(2)内进行快速加热，加热温度950～1050℃；
B、加热完成后，保温1～2小时，将轧辊放入淬火冷却槽(3)中整体没入淬火介质(4)中，淬火冷却；
C、淬火冷却后，将轧辊(1)放入井式炉(2)内进行整体回火，回火温度460～560℃；
D、将轧辊(1)的辊身(12)包扎陶纤毯(6)，然后放入台车炉(5)内进行分区回火，辊身(12)的回火温度≤560℃，辊颈(11)的回火温度560～650℃。
2.如权利要求1所述的铝合金轧机工作轧辊的表淬和调质联合热处理工艺，其特征在于：步骤B中轧辊(1)保温1～2小时后，首先水淬5～20分钟，然后油淬150～250分钟。
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