CN112522501A - 材质为Cr3或Cr5的表面淬火中断轧辊的退火工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明型涉及一种材质为Cr3或Cr5的表面淬火中断轧辊的退火工艺，对50/250HZ双频淬火设备改造，实现单中频感应加热过程，完成淬火中断辊退火过程，方法如下：步骤1）、去掉双频淬火机床上工频感应圈和喷水环，抽干淬火水池的水，变成单中频加热设备；步骤2）、对于淬火中断辊经预热后，采用250HZ加热至低于首次淬火温度50‑80℃，除感应加热温度外，下降速度、旋转速度、感应圈规格均与首次淬火参数一致，完成加热后，不喷水冷却，控制冷却速度在3‑5℃/min，井炉里冷至600±30℃，装炉回火；步骤3）、装炉回火温度低于调质回火温度10‑20℃，保温10‑15h后炉冷至300±10℃出炉空冷，达到了均匀化辊身硬度及组织目的，降低了淬火中断轧辊重新表面热处理开裂导致产品报废的风险。

Description

材质为Cr3或Cr5的表面淬火中断轧辊的退火工艺
技术领域
本发明型涉及一种对Φ400-Φ600的锻钢冷轧辊进行表面热处理的材质为Cr3或Cr5的表面淬火中断轧辊的退火工艺，达到了均匀化辊身硬度及组织目的，降低了淬火中断轧辊重新表面热处理开裂导致产品报废的风险，属于热处理技术领域。
背景技术
锻钢冷轧辊（Φ400-Φ600）常采用Cr3或Cr5材质，淬硬层要求20-40mm。要满足淬硬层要求，一般运用双频淬火方式实现。在双频淬火过程中常出现因感应圈漏水、变压器漏水、固定螺钉脱落、电气线路老化烧损、设备突然断电等各种因素造成的淬火中断，导致轧辊辊身一部分处于淬火状态，一部分处于调质状态，对于此类状态轧辊，称之为淬火中断辊。为了继续加工，必须进行退火后重新淬火。常用的退火方式为加热炉慢速升温，在470℃-550℃保温的退火工艺。而此工艺退火，退火后辊身淬火中断部位与其他部位硬度差值在10HSD以上（图2中“常规退火”硬度曲线图），重新淬火时，易在淬火中断部位发生环裂，造成产品报废。鉴于此，需要针对表面淬火特点，结合设备特性，研发一种材质为Cr3或Cr5的淬火中断辊的退火工艺，达到均匀化辊身硬度及组织目的，最终来提高产品重新淬火的合格率。
发明内容
本发明的目的在于克服淬火中断辊通过常规的退火工艺在重新淬火时易在中断部分发生环裂的特点，而提供一种基于250HZ淬火设备的材质为Cr3或Cr5的表面淬火中断轧辊的退火工艺。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种材质为Cr3或Cr5的表面淬火中断轧辊的退火工艺，通过对50/250HZ双频淬火设备的改造，实现单中频感应加热过程，通过250HZ感应退火并与加热炉退火相结合，完成淬火中断辊的退火过程，实现降低重新淬火时轧辊在中断部位环裂致报废的风险，具体是按照如下方法进行：
步骤1）、去掉双频淬火机床上的工频感应圈和喷水环，抽干淬火水池的水，变成单中频加热设备；
步骤2）、对于淬火中断辊经预热后，采用250HZ加热至低于首次的淬火温度50-80℃，除感应加热温度外，下降速度、旋转速度、感应圈规格均与按首次淬火的参数保持一致，完成加热后，不喷水冷却，控制冷却速度在3-5℃/min，井炉里冷至600±30℃，将轧辊升起，卸掉工装后装炉回火；
步骤3）、装炉回火温度低于调质回火温度10-20℃，保温10-15h后炉冷至300±10℃出炉空冷。
本发明型具有以下的优点：
1）能够利用50/250HZ双频淬火机床特点并进行改造，适合退火此设备上淬火中断的轧辊（Φ400-Φ600），实现了对设备的充分利用；
2）相对于常规退火工艺，此退火整体时间缩短10-15h；
3）退火后的轧辊整体硬度均匀性好，保持在3-5HSD。辊身整体金相组织一致，均匀性好。淬火中断部位应力去除较为干净，避免再次淬火开裂的风险；
4）感应退火后有回火，可进一步的去除应力，降低重新淬报废的风险。
附图说明
图1为本发明的实施例的50HZ单中频退火结构示意图。
图2为本发明的改造后250HZ感应退火与常规退火后硬度检测曲线对比图。
图中标注为：1、Φ452轧辊；2、250HZ（中频）感应圈；3、抽干水的续冷池。
具体实施方式
实施例1：如图所示，以直径452mm，材质为Cr5的轧辊的退火过程进行工艺成果验证。
步骤1）、对于中断轧辊的退火，采用与其首次淬火相同的预热温度350±10℃，保证感应加热时，与首次淬火所达深度的温度影响一致。
步骤2）、将50/250HZ双频淬火机床上的50HZ感应圈及喷水环拆除，采用工装连接固定250HZ感应圈，避免加热后的轧辊对设备的热辐射造成设备损害。续冷池中的水抽干，避免加热轧辊入水造成淬火，最终将设备变成单中频加热设备。
250HZ变压器上连接Φ502感应圈，轧辊与感应圈单边间隙为25mm。
设备下降速度、旋转速度设置与首次淬火一致，下降速度设定为0.5-0.7m/s，旋转速度设定为35-40r/min。
首次淬火时选择淬火温度为940±15℃，感应退火加热的温度控制在880±15℃，此温度是Cr5材质钢的奥氏体化温度。
步骤3）、感应加热后，轧辊在井槽中旋转冷却，控制冷却速度在3-5℃/min，待辊身温度降至600±30℃后，将轧辊升起，卸掉工装后装炉回火。
步骤4）、最后根据调质时的回火温度（600±10℃），选择合适的回火温度（580±10℃）进行回火，保温12h-15h，炉冷至300±10℃出炉空冷。完成退火过程。
步骤5）、检辊身硬度，验证硬度均匀性。由图2中“感应退火”的硬度曲线可以看出，退火后整体硬度值在34±1HSD，硬度均匀性好。
此种基于250HZ感应退火和加热炉退火相结合的的一种材质为Cr3或Cr5的淬火中断辊（Φ400-Φ600）的退火工艺实施，充分利用了50/250HZ感应淬火机床特点及加热炉特性，增大了固有设备的适用范围，同时，与常规退火相比，缩短了退火时间；此外，通过此种退火工艺，退火后的轧辊整体硬度均匀性好，保持在3-5HSD。辊身整体金相组织一致，均匀性好。淬火中断部位应力去除较为干净，避免再次淬火开裂的风险。.退火过程加热到指定温度后，控制冷却速度，可进一步的去除应力。感应退火后辊身硬度较低（35±2HSD），低于常规的调质硬度，降低重新淬火报废的风险。
最终以直径452mm，材质为Cr5的轧辊的退火过程进行工艺成果验证。经此工艺退火的轧辊，硬度均匀性较好，保持在3-5HSD，且硬度值较低（35±2HSD），降低二次反淬中发生淬火环裂及淬火事故的风险。

Claims (2)

1.一种材质为Cr3或Cr5的表面淬火中断轧辊的退火工艺，其特征在于：通过对50/250HZ双频淬火设备的改造，实现单中频感应加热过程，通过250HZ感应退火并与加热炉退火相结合，完成淬火中断辊的退火过程，实现降低重新淬火时轧辊在中断部位环裂致报废的风险，具体是按照如下方法进行：
步骤1）、去掉双频淬火机床上的工频感应圈和喷水环，抽干淬火水池的水，变成单中频加热设备；
步骤2）、对于淬火中断辊经预热后，采用250HZ加热至低于首次的淬火温度50-80℃，除感应加热温度外，下降速度、旋转速度、感应圈规格均与按首次淬火的参数保持一致，完成加热后，不喷水冷却，控制冷却速度在3-5℃/min，井炉里冷至600±30℃，将轧辊升起，卸掉工装后装炉回火；
步骤3）、装炉回火温度低于调质回火温度10-20℃，保温10-15h后炉冷至300±10℃出炉空冷。
2.根据权利要求1所述的一种材质为Cr3或Cr5的表面淬火中断轧辊的退火工艺，其特征在于：所述规格轧辊工件直径在Φ400-Φ600之间。
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