CN105483353B - 高碳高速钢轧辊的差温热处理方法 - Google Patents

高碳高速钢轧辊的差温热处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高碳高速钢轧辊的差温热处理方法，涉及热处理技术领域。所述热处理方法包括以下工艺步骤，首先进行辊身表面检查，检查合格后进行工艺准备，将准备好的轧辊进行预热处理至630～680℃保温20～25h，然后转至差温炉以3～4℃/min的升温速度加热至800±50℃保温20min，再以小于15℃/min的升温速度加热到1100～1200℃进行保温，保温120～180min；转至冷却机，进行淬火冷却，冷却完成后进行回火处理。采用所述差温热处理方法处理的轧辊具有很好的硬度均匀性，轧辊整体的强度和韧性得到了保证。

Description

高碳高速钢轧辊的差温热处理方法
技术领域
本发明涉及高碳高速钢轧辊的差温热处理方法，属于热处理技术领域。
背景技术
目前，大部分需要调质处理的高速钢轧辊都采用整体加热和通体热透工艺，该工艺由于在高温阶段保温时间长，会影响轧辊内部组织的稳定性，由于其碳化物含量高，淬火冷却过程容易出现轧辊辊身裂纹等失效现象,在使用过程中会有安全隐患。另外，由于采用整体加热和通体热透工艺，热处理周期长，热处理能耗也高，同时外层的淬透性也差，导致轧辊使用性能较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种高碳高速钢轧辊的热处理方法，使轧辊具有较高的表面硬度和耐磨性的同时，心部具有较高的韧性，并且有很好的硬度均匀性。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高碳高速钢轧辊的差温热处理方法，包括以下工艺步骤，
a．轧辊表面质量检查
将轧辊表面的油污清理干净，检查轧辊表面及端面是否有伤痕及缺陷，同时对辊身两端进行着色探伤，检查合格后进行下一工序；
b．工艺准备
对轧辊托肩及端面部位使用陶瓷纤维进行包扎保护；
c．差温热处理
先将轧辊置于预热炉中加热，待温度达到630～680℃，保温20～25h，保温结束后将轧辊转至差温炉中，以3～4℃/min的升温速度加热至800±50℃，保温20min，然后以小于15℃/min的升温速度，加热到1100～1200℃进行保温，保温时间120～180min；
d．淬火冷却
保温结束后，将轧辊转至冷却机进行淬火冷却，使轧辊冷却至350～400℃，冷却过程中轧辊在冷却机上处于旋转状态，冷却过程中要清理辊身氧化皮；
e．回火处理
将轧辊吊入电阻炉进行回火处理，回火处理完成后冷却至室温，完成差温热处理。
进一步的，步骤d中淬火冷却过程中对轧辊辊身氧化皮的清理至少进行4次，其中前4次为，轧辊开始旋转立刻进行第一次清理，20分钟后进行第二次清理，第三次清理与第二次清理间隔30分钟，第四次清理与第三次清理间隔20分钟。
进一步的，步骤d中淬火冷却过程采取先进行5～15min自然冷却，然后1h强制风冷，最后自然冷却2h的工序。
进一步的，步骤a中要在辊身两端0～500mm范围内进行着色探伤。
进一步的，步骤e中的回火处理温度为430～500℃，保温时间为10～20h。
由于采用以上技术方案，本发明取得的有益效果有：
采用本发明所述的热处理方法，可使工件表面一定厚度的金属快速加热到淬火温度，而心部仍处于低温状态，使得淬火处理后工件内外得到不同组织，既保证了轧辊工作层硬度，又保证了轧辊整体的强度与韧性。
本发明所述的热处理方法采用在冷却机上旋转冷却的方法，并清理辊身氧化皮至少4次，保证了轧辊淬火冷却过程中，辊身周向及轴向冷却速度均匀，组织性能一致，提高了产品辊身硬度均匀性，确保了产品在使用至后期时仍有较好的硬度。
本发明的热处理方法不需对轧辊进行整体加热和通体热透，缩短了热处理的周期，降低了热处理的能耗，提高了生产效率。
具体实施方式
一种高碳高速钢轧辊的差温热处理方法，包括以下工艺步骤：
a．轧辊表面质量检查
将轧辊表面的油污清理干净，检查轧辊表面及端面是否有伤痕及缺陷，同时对辊身两端进行着色探伤，检查合格后进行下一工序；
b．工艺准备
对轧辊托肩及端面部位使用陶瓷纤维进行包扎保护；
c．差温热处理
先将轧辊置于预热炉中加热，待温度达到630～680℃，保温20～25h，保温结束后将轧辊转至差温炉中，以3～4℃/min的升温速度加热至800±50℃，保温20min，然后以小于15℃/min的升温速度，加热到1100～1200℃进行保温，保温时间120～180min；
d．淬火冷却
保温结束后将轧辊转至冷却机进行淬火冷却，采取先进行5～15min自然冷却，然后1h强制风冷，最后自然冷却2h的工序，使轧辊冷却至350～400℃，冷却过程中轧辊在冷却机上处于旋转状态，冷却过程中要清理辊身氧化皮至少4次；
e．回火处理
将轧辊吊入电阻炉进行回火处理，回火处理温度为430～500℃，保温时间为10～20h，回火处理完成后冷却至室温，完成差温热处理。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：
实施例1
现有一高碳高速钢轧辊需要差温热处理，直径为800mm。
a．轧辊表面质量检查
将轧辊表面的油污清理干净，检查轧辊表面质量是否合格，同时对辊身两端0～500mm范围内进行着色探伤，检查合格后进行下一工序；
b．工艺准备
对轧辊托肩及端面部位使用厚度为20mm的陶瓷纤维进行包扎保护；
c．差温热处理
先将轧辊置于预热炉中，待温度达到680℃时，保温22h，保温结束将轧辊转至差温炉中，以4℃/min的升温速度加热至800℃保温20min，然后以13℃/min的升温速率升至1200℃，保温180min；
d．淬火冷却
将保温结束后的轧辊转至冷却机，先进行15min自然冷却，然后1h强制风冷，最后自然冷却2h，使轧辊冷却至400℃，冷却过程中轧辊处于旋转状态并且要清理辊身氧化皮5次，在轧辊开始旋转时立刻进行第一次清理，20分钟后进行第二次清理，第三次清理与第二次清理间隔30分钟，第四次清理与第三次清理间隔20分钟，第五次与第四次的清理间隔20分钟；
e．回火处理
将轧辊吊入电阻炉加热至500℃保温20h，保温结束后冷却至室温完成差温热处理。
实施例2
现有一高碳高速钢轧辊需要差温热处理，直径为720mm。
a．轧辊表面质量检查
将轧辊表面的油污清理干净，检查轧辊表面质量是否合格，同时对辊身两端0～500mm范围内进行着色探伤，检查合格后进行下一工序；
b．工艺准备
对轧辊托肩及端面部位使用厚度为20mm的陶瓷纤维进行包扎保护；
c．差温热处理
先将轧辊置于预热炉中，待温度达到650℃时，保温20h，保温结束将轧辊转至差温炉中，以4℃/min的升温速度加热至800℃保温20min，然后以12℃/min的升温速率升至1100℃，保温150min；
d．淬火冷却
将保温结束后的轧辊转至冷却机，先进行10min自然冷却，然后1h强制风冷，最后自然冷却2h，使轧辊冷却至370℃，冷却过程中轧辊处于旋转状态并且要清理辊身氧化皮4次，在轧辊开始旋转时立刻进行第一次清理，20分钟后进行第二次清理，第三次清理与第二次清理间隔30分钟，第四次清理与第三次清理间隔20分钟；
e．回火处理
将轧辊吊入电阻炉加热至450℃保温15h，保温结束后冷却至室温完成差温热处理。
实施例3
现有一高碳高速钢轧辊需要差温热处理，直径为600mm。
a．轧辊表面质量检查
将轧辊表面的油污清理干净，检查轧辊表面质量是否合格，同时对辊身两端0～500mm范围内进行着色探伤，检查合格后进行下一工序；
b．工艺准备
对轧辊托肩及端面部位使用厚度为20mm的陶瓷纤维进行包扎保护；
c．差温热处理
先将轧辊置于预热炉中，待温度达到630℃时，保温20h，保温结束将轧辊转至差温炉中，以3℃/min的升温速度加热至800℃保温20min，然后以10℃/min的升温速率升至1100℃，保温120min；
d．淬火冷却
将保温结束后的轧辊转至冷却机，先进行5min自然冷却，然后1h强制风冷，最后自然冷却2h，使轧辊冷却至350℃，冷却过程中轧辊处于旋转状态并且要清理辊身氧化皮4次，在轧辊开始旋转时立刻进行第一次清理，20分钟后进行第二次清理，第三次清理与第二次清理间隔30分钟，第四次清理与第三次清理间隔20分钟；
e．回火处理
将轧辊吊入电阻炉加热至430℃保温10h，保温结束后冷却至室温完成差温热处理。

Claims (3)

1.一种高碳高速钢轧辊的差温热处理方法，其特征在于：所述差温热处理方法包括以下工艺步骤，
a．轧辊表面质量检查
将轧辊表面的油污清理干净，检查轧辊表面及端面是否有伤痕及缺陷，同时对辊身两端进行探伤，检查合格后进行下一工序；
b．工艺准备
对轧辊托肩及端面部位使用陶瓷纤维进行包扎保护；
c．差温热处理
先将轧辊置于预热炉中加热，待温度达到630～680℃，保温20～25h，保温结束后将轧辊转至差温炉中，以3～4℃/min的升温速度加热至800±50℃，保温20min，然后以小于15℃/min的升温速度，加热到1100～1200℃进行保温，保温时间120～180min；
d．淬火冷却
保温结束后，将轧辊转至冷却机进行淬火冷却，使轧辊冷却至350～400℃，冷却过程中轧辊在冷却机上处于旋转状态，冷却过程中要清理辊身氧化皮；冷却过程中对轧辊辊身氧化皮的清理至少进行4次，其中前4次为，轧辊开始旋转立刻进行第一次清理，20分钟后进行第二次清理，第三次清理与第二次清理间隔30分钟，第四次清理与第三次清理间隔20分钟；淬火冷却过程采取先进行5～15min自然冷却，然后1h强制风冷，最后自然冷却2h的工序；
e．回火处理
将轧辊吊入电阻炉进行回火处理，回火处理完成后冷却至室温，完成差温热处理。
2.根据权利要求1所述的高碳高速钢轧辊的差温热处理方法，其特征在于：步骤a中要在辊身两端0～500mm范围内进行着色探伤。
3.根据权利要求1所述的高碳高速钢轧辊的差温热处理方法，其特征在于：步骤e中的回火处理温度为430～500℃，保温时间为10～20h。
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