CN108130403A - 一种Cr12轧辊的感应淬火加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Cr12轧辊的感应淬火加工方法，属于轧辊淬火工艺，包括以下步骤：（1）将待淬火轧辊放于电阻炉中预热到500‑600℃并保温一段时间；（2）使轧辊以一定移动速度和旋转速度穿过第一感应线圈,将轧辊预热到780‑900℃并保温一段时间；（3）使轧辊以一定移动速度和旋转速度穿过第二感应线圈，将轧辊加热至960‑1080℃并保温一定时间；（4）对轧辊进行空冷预冷之后进行水冷淬火；（5）将轧辊放于空气循环回火炉中进行回火，回火温度为150‑500℃。本发明保证轧辊金相组织均匀细小，硬度合格，降低了劳动强度。

Description

一种Cr12轧辊的感应淬火加工方法
技术领域
本发明涉及热处理工艺领域，尤其是一种轧辊的感应淬火加工方法。
背景技术
小四辊轧机Cr12轧辊的辊身要求具备高硬度，深淬硬层和高耐磨性；轧辊辊颈要求硬度低，淬硬层浅。为了满足使用要求，需要分别加热淬火。Cr12模具钢轴类件多采取盐浴炉整体淬火，需要多台盐炉设备进行预热和淬火加热。由于轧辊结构，盐浴炉对辊身、辊颈分别加热太繁琐，可操作性差，质量控制不稳定；加热盐浴炉启动时间长、效率低，高温盐浴炉操作过程中需要多次捞渣，操作劳动强度大，产生盐浴融化烟气等造成污染环境，影响操作人员身体健康；整个操作过程周期长，能耗高；多种规格产品需要多套工装吊具，辅助工具消耗大；盐浴启动时电极耗损严重，故障停机频繁，成本高，效率低，不适宜多批次多规格的轧辊连续淬火。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种Cr12轧辊的感应淬火加工方法，保证轧辊金相组织均匀细小，硬度合格，降低了劳动强度。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
包括以下步骤：
(1)将待淬火轧辊放于电阻炉中预热到500-600℃并保温一段时间；
(2)使轧辊以一定移动速度和旋转速度穿过第一感应线圈,将轧辊预热到780-900℃并保温一段时间；
(3)使轧辊以一定移动速度和旋转速度穿过第二感应线圈，将轧辊加热至960-1080℃并保温一定时间；
(4)对轧辊进行空冷预冷之后进行水冷淬火；
(5)将轧辊放于空气循环回火炉中进行回火，回火温度为150-500℃。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤(1)中保温时间为4-10小时，步骤(2)中保温时间为0.5-1.5小时,步骤(3)中保温时间为0.5-1小时。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤(2)中第一感应线圈加热频率为150—600HZ；步骤(3)中第二感应线圈加热频率为100-400HZ。
本发明技术方案的进一步改进在于：第一感应线圈和第二感应线圈与轧辊之间的距离为4-6厘米。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤(2)和步骤(3)中轧辊的移动速度为20-60毫米/分，轧辊的旋转速度为5-30转/分。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤(4)中空冷处理时将轧辊温度降至650℃，水冷淬火时冷却水温度为20-35℃。轧辊表面即时温度均通过红外测温仪测得。
本发明技术方案的进一步改进在于：轧辊表面即时温度均通过红外测温仪测得。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明通过一次预热和两次中低频感应加热使轧辊的淬火硬度提高，淬硬加厚高，硬度均匀性改善，芯部韧性提高，变形量减小，耐磨性增强，应力状态改善，保证轧辊金相组织均匀细小，降低了劳动强度。
轧辊在电阻炉中被预热到500-600℃并保温一段时间，为奥氏体化做好充分准备,使轧辊芯部温度均匀,减少了感应加热时的内部应力,可有效避免感应加热时轧辊开裂现象，使得淬火时轧辊芯部具有较高的温度,而内外适宜温度差为获得均匀的硬度梯度提供了保证,为感应加热和冷却创造了条件。
采用感应加热,温度可控,可将轧辊表面一定厚度层迅速升温到淬火温度,为淬火提供了良好的温度和组织条件。
淬火前预热增快了相变重结晶时的加热速度，减少了高温下使工件内外均温所需时间，在大截面工件上可以得到比较细小而均匀的奥氏体晶粒，并可减少变形。
以中低频感应加热对轧辊进行预热和淬火处理，增加了淬硬层厚度，提高了轧辊的韧性。
感应线圈与轧辊之间的距离为2-6厘米增加了轧辊切割的磁感线数量，增强了感应加热效果。
轧辊的移动速度和旋转速度使轧辊沿直径分布的各部分和沿圆周分布的各部分可得到均匀且充分的加热，保证硬化层的均匀性。
将轧辊加热至960-1080℃并保温0.5-1.5小时可使铁素体充分转化为奥氏体，促进淬火时马氏体的生成，减小淬火冷却后残余奥氏体含量，提高轧辊硬度。
由于Cr12钢具有高淬透性，先进行空冷可使零件在硬度也合格的情况下减小变形，提高韧性，预防开裂。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
一种Cr12轧辊的感应淬火加工方法，包括以下步骤：
(1)夹持轧辊放入电阻炉中，将轧辊加热到500-600℃并保温4-10小时，保温时间受轧辊尺寸等因素影响，尺寸较大时保温时间较长，这样是为了确保轧辊芯部也可被充分加热。
(2)接通第一感应线圈电源，预热感应线圈开始加热。将轧辊固定在机架上，随着机架的旋转和移动，轧辊以20-60毫米/分的移动速度和5-30转/分的旋转速度穿过第一感应线圈。在轧辊穿最初过感应线圈时停留几秒钟。感应加热频率为150—600HZ，优选的感应线圈加热频率为150HZ，提供稳定加热电源。将轧辊预热到780-900℃后保温0.5-1.5小时。感应线圈的内径与轧辊外圆周之间的距离为2-6厘米。
(3)接通第二感应线圈电源，加热感应线圈开始加热。将轧辊固定在机架上，随着机架的旋转和移动，轧辊以20-60毫米/分的移动速度和5-30转/分的旋转速度穿过第二感应线圈。感应加热频率为100-400HZ，优选的感应线圈加热频率为300HZ，提供了稳定的加热电源。将轧辊预热到960-1080℃后保温0.5-1.5小时。感应线圈的内径与轧辊外圆周之间的距离为2-6厘米。
(4)固定轧辊在机床上上进行空冷，轧辊温度降至650℃之后进行水冷淬火。水冷淬火时由喷水口向轧辊喷出冷却液，冷却水温度为20-35℃。
(5)夹持轧辊放在空气循环回火炉中进行回火，回火温度为150-500℃。
上述过程中温度由红外测温仪测得，红外测温仪位于轧辊直径正上方，直接将红外测温仪镜头垂直对准轧辊表面即可获得即时温度。感应线圈内径有多种尺寸，包括200mm、250mm、300、350mm等，适应不同的轧辊加热需求。
通过本发明Cr12轧辊的感应淬火加工方法，可以使轧辊表面硬度达到58HRC以上，热处理生产效率提高了26.3％。

Claims (7)

1.一种Cr12轧辊的感应淬火加工方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将待淬火轧辊放于电阻炉中预热到500-600℃并保温一段时间；
（2）使轧辊以一定移动速度和旋转速度穿过第一感应线圈,将轧辊预热到780-900℃并保温一段时间；
（3）使轧辊以一定移动速度和旋转速度穿过第二感应线圈，将轧辊加热至960-1080℃并保温一定时间；
（4）对轧辊进行空冷预冷之后进行水冷淬火；
（5）将轧辊放于空气循环回火炉中进行回火，回火温度为150-500℃。
2.根据权利要求1所述的一种Cr12轧辊的感应淬火加工方法，其特征在于：步骤（1）中保温时间为4-10小时，步骤（2）中保温时间为0.5-1.5小时, 步骤（3）中保温时间为0.5-1小时。
3.根据权利要求1所述的一种Cr12轧辊的感应淬火加工方法，其特征在于：步骤（2）中第一感应线圈加热频率为150—600HZ ；步骤（3）中第二感应线圈加热频率为100-400HZ。
4.根据权利要求1所述的一种Cr12轧辊的感应淬火加工方法，其特征在于：第一感应线圈和第二感应线圈与轧辊之间的距离为2-6厘米。
5.根据权利要求1所述的一种Cr12轧辊的感应淬火加工方法，其特征在于：步骤（2）和步骤（3）中轧辊的移动速度为20-60毫米/分，轧辊的旋转速度为5-30转/分。
6.根据权利要求1所述的一种Cr12轧辊的感应淬火加工方法，其特征在于：步骤（4）中空冷处理时将轧辊温度降至650℃，水冷淬火时冷却水温度为20-35℃。
7.根据权利要求1所述的一种Cr12轧辊的感应淬火加工方法，其特征在于：轧辊表面即时温度均通过红外测温仪测得。
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