CN109097532A - 一种冷轧辊热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷轧辊热处理工艺包括毛坯预处理、精加工和冷轧辊热处理步骤,毛坯预处理时,通过快速循环加热淬火对毛坯进行超细化处理,使晶粒细化,快速加热至1140‑1160℃,保温5‑6小时,之后油冷20min,再进行回火,回火温度为670‑690℃,保温4小时,之后空冷至室温,然后将毛坯表面进行清洗,并擦拭去除毛坯表面的灰尘、油污,以上步骤共循环三次,再按图纸要求对超细化后的毛坯精加工成冷轧辊;冷轧辊精加工完成后,对冷轧辊进行真空气淬和回火处理,回火后随炉冷却至室温出炉,得到成品。经过本工艺处理的冷轧辊,具有较高的表面硬度和较深的硬化层,耐磨性好,具有较好的抗疲劳性能,寿命提高两至三倍,成本仅增加三分之一。

Description

一种冷轧辊热处理工艺
技术领域
本发明涉及钢铁材料热处理领域,尤其涉及一种冷轧辊热处理工艺。
背景技术
冷轧辊是钢铁轧制生产中的最主要消耗部件之一,冷轧辊消耗成本约占轧钢生产成本的5%-15%。如果考虑因冷轧辊耗损而带来的生产停机、减产及设备维护等因素,则其所占生产成本的比例会更高。冷轧辊的质量不仅仅关系到轧钢生产成本和轧机生产作业率,还在一定程度上影响轧制产品的质量。冷轧生产企业要想取得良好的经济效益,方法之一是降低生产成本,因此,降低冷轧辊的消耗是冷轧生产企业取得良好经济效益的重要手段之一。
冷轧工作辊的材质一般为9Cr2Mo,冷轧辊在冷轧过程中,经常受到机械冲击和热冲击,使工作辊产生裂纹、粘辊甚至剥落而报废。因此,为了使冷轧辊达到所要求的表面硬度、硬度均匀性、有效淬硬深度等技术指标,冷轧辊最终都要经过淬火硬化处理。
但是,仅仅依靠淬火硬化处理的冷轧辊的耐磨性仍不足以满足需求,其使用寿命有待提高。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处,提供了一种冷轧辊热处理工艺,采用该工艺得到的冷轧辊使用寿命有所提高。
本发明为了解决上述问题所采取的技术方案是,提供了一种冷轧辊热处理工艺,包括毛坯预处理、精加工和冷轧辊热处理步骤,具体为:
步骤一,毛坯预处理:通过快速循环加热淬火对毛坯进行超细化处理,使晶粒细化;
步骤二,精加工:按图纸要求对超细化后的毛坯精加工成冷轧辊;
步骤三,冷轧辊热处理:冷轧辊精加工完成后,对冷轧辊进行真空气淬和回火处理,回火后随炉冷却至室温出炉,得到成品。
优选地,步骤一具体为:
(a)将毛坯放入具有加热室与冷却室的双室真空炉的加热室内,抽真空,使真空炉内的真空度为0.1-0.2Pa;
(b)在加热室内快速加热至1140-1160℃,保温5-6小时,之后油冷20min;
(c)进行回火,之后空冷至室温;
(d)擦拭清洗,将毛坯表面进行清洗,并擦拭去除毛坯表面的灰尘、油污;
(e)重复(a)- (d)两次。
优选地,步骤(c)回火温度为670-690℃,保温时间4小时。
优选地,步骤三具体为:
(1)将加工后的冷轧辊放入具有加热室与冷却室的双室真空炉的加热室内,抽真空,使真空炉内的真空度为0.1-0.2Pa;
(2)在加热室内进行三级预热;
(3)将冷轧辊从双室真空炉的加热室转移至双室真空炉的冷却室,并向冷却室内通入10巴高压氮气冷却40min;
(4)将冷却后的冷轧辊进行回火处理,回火温度为580℃,随炉冷却至室温出炉,得到成品。
优选地,步骤(2)的三级预热具体为:
第一阶段按6-8℃/min的升温速度升至650℃,保温40-55min,第二阶段按6-8℃/min的升温速度升至850℃,保温30-40min,第三阶段按6-8℃/min的升温速度升至1080℃,保温30-40min,保温90-100min。
采用上述技术方案,本发明具有以下优点:
经过本工艺处理的冷轧辊,具有较高的表面硬度和较深的硬化层,耐磨性好,具有较好的抗疲劳性能,寿命提高两至三倍,成本仅增加三分之一。
具体实施方式
以下实施例是对本发明内容进行详细具体的说明,但本发明的内容并不限定如此。
本发明的一种冷轧辊热处理工艺包括毛坯预处理、精加工和冷轧辊热处理步骤,具体为:
步骤一,毛坯预处理:通过快速循环加热淬火对毛坯进行超细化处理,使晶粒细化;
步骤一具体为:
(a)将毛坯放入具有加热室与冷却室的双室真空炉的加热室内,抽真空,使真空炉内的真空度为0.1-0.2Pa;
(b)在加热室内快速加热至1140-1160℃(具体温度根据相变点选择),保温5-6小时,之后油冷20min;
(c)进行回火,回火温度为670-690℃,保温4小时,之后空冷至室温;最佳回火温度为650℃。
(d)擦拭清洗,将毛坯表面进行清洗,并擦拭去除毛坯表面的灰尘、油污;
(e)重复(a)- (d)两次。
超细化工艺是在一定的温度保温(一般是奥氏体化温度之上)后快速冷却。保温的目的是使组织均匀,快冷的作用是细化晶粒,避免碳化物沿晶析出。
快速循环加热淬火根据钢的相变重结晶原理,加热时(不过热)的循环相变可使奥氏体晶粒细化。每加热一次,奥氏体晶粒就被细化一次,多次的相变重结晶可使晶粒不断细化。而快速加热可增大形核率,进一步增强晶粒细化效果。快速循环加热淬火即根据上述原理使奥氏体晶粒不断细化,获得超细晶粒(奥氏体晶粒度可达13~14级),从而达到强化、韧化的目的。
步骤二,精加工:按图纸要求对超细化后的毛坯精加工成冷轧辊。
步骤三,冷轧辊热处理:冷轧辊精加工完成后,对冷轧辊进行真空气淬和回火处理,回火后随炉冷却至室温出炉,得到成品。
步骤三具体为:
(1)将加工后的冷轧辊放入具有加热室与冷却室的双室真空炉的加热室内,抽真空,使真空炉内的真空度为0.1-0.2Pa;
(2)在加热室内进行三级预热,第一阶段按6-8℃/min的升温速度升至650℃,保温40-55min,第二阶段按6-8℃/min的升温速度升至850℃,保温30-40min,第三阶段按6-8℃/min的升温速度升至1080℃,保温30-40min,保温90-100min;
(3)将冷轧辊从双室真空炉的加热室转移至双室真空炉的冷却室,并向冷却室内通入10巴高压氮气冷却40min;
(4)将冷却后的冷轧辊进行回火处理,回火温度为520-600℃,最佳为580℃,随炉冷却至室温出炉,得到成品。
毛坯预处理和冷轧辊热处理均在真空环境下进行,在真空环境中,毛坯无氧化现象产生,使得成品表面更纯净,无氧化皮产生;超细化处理中采用油冷,相较其他冷却方式速度更快,容易获得较高的韧性和强度。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种冷轧辊热处理工艺,其特征在于包括毛坯预处理、精加工和冷轧辊热处理步骤,具体为:
步骤一,毛坯预处理:通过快速循环加热淬火对毛坯进行超细化处理,使晶粒细化;
步骤二,精加工:按图纸要求对超细化后的毛坯精加工成冷轧辊;
步骤三,冷轧辊热处理:冷轧辊精加工完成后,对冷轧辊进行真空气淬和回火处理,回火后随炉冷却至室温,出炉得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种冷轧辊热处理工艺,其特征在于步骤一具体为:
(a)将毛坯放入具有加热室与冷却室的双室真空炉的加热室内,抽真空,使真空炉内的真空度为0.1-0.2Pa;
(b)在加热室内快速加热至1140-1160℃,保温5-6小时,之后油冷20min;
(c)进行回火,之后空冷至室温;
(d)擦拭清洗,将毛坯表面进行清洗,并擦拭去除毛坯表面的灰尘、油污;
(e)重复(a)- (d)两次。
3.根据权利要求2所述的一种冷轧辊热处理工艺,其特征在于:步骤(c)回火温度为670-690℃,保温时间4小时。
4.根据权利要求1所述的一种冷轧辊热处理工艺,其特征在于步骤三具体为:
(1)将加工后的冷轧辊放入具有加热室与冷却室的双室真空炉的加热室内,抽真空,使真空炉内的真空度为0.1-0.2Pa;
(2)在加热室内进行三级预热;
(3)将冷轧辊从双室真空炉的加热室转移至双室真空炉的冷却室,并向冷却室内通入10巴高压氮气冷却40min;
(4)将冷却后的冷轧辊进行回火处理,回火温度为580℃,随炉冷却至室温出炉,得到成品。
5.根据权利要求4所述的一种冷轧辊热处理工艺,其特征在于步骤(2)的三级预热具体为:
第一阶段按6-8℃/min的升温速度升至650℃,保温40-55min,第二阶段按6-8℃/min的升温速度升至850℃,保温30-40min,第三阶段按6-8℃/min的升温速度升至1080℃,保温30-40min,保温90-100min。
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