CN112845606B - 一种锥套的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢材轧制技术领域，公开了一种锥套的加工方法，该采用了离子渗氮工艺，可在锥套的表面形成无氧化的渗氮层，并且不会损害锥套的表面光洁度，因此加工出来的锥套变形量极小，无需再进行磨削、车削等加工，省时省力，也正因如此，利用本发明提供的加工方法得到的渗氮层可薄至0.03mm，既满足了提高锥套的表面硬度，改善其耐磨性的要求，又保证了锥套的刚度和强度。

Description

一种锥套的加工方法
技术领域
本发明涉及钢材轧制技术领域，特别是涉及一种锥套的加工方法。
背景技术
辊环是辊箱的核心部件，其对于棒线材的质量具有非常重要的作用，锥套则是用来锁紧辊环的，辊环紧套在锥套外，锥套紧套在辊轴外，从而辊轴能够带动辊环转动，以实现棒线材的轧制。
在棒线材的轧制过程中，辊环需要经常更换，最短10个小时就换一次，最长2天更换一次，一般都是1天一更换。更换辊环通常是采用液压插拔的方式，以拆装辊环与锥套，锥套插入辊环时的压力可达35mpa，锥套拔出辊环时的压力可达70mpa。由于锥套与辊环为过盈配合，因此多次拆装会导致锥套磨损，造成没有过盈量，使得锥套使用寿命降低，甚至直接报废，而由此产生的锥套频繁更换不仅会增加企业的经营成本，同时还会降低生产效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种锥套的加工方法，以得到表面硬度高、使用寿命长、成本低的锥套。
为了实现上述目的，本发明提供一种锥套的加工方法，所述锥套包括第一套体和第二套体，所述第一套体用于装配辊环，所述加工方法包括如下步骤：
以不锈钢为材料，加工得到第一套体；
以中碳钢为材料，加工得到第二套体；
将第一套体的一端与第二套体的一端通过摩擦焊相连接，得到未渗氮锥套；
对未渗氮锥套进行清洁处理；
在未渗氮锥套的除第一套体的外侧面以外的表面覆盖屏蔽层；
将未渗氮锥套放入离子氮化炉内，对其进行渗氮处理，得到第一套体的外侧面形成有渗氮层的渗氮锥套；
待渗氮锥套自然冷却后，将其从离子氮化炉内取出；
去除渗氮锥套表面的屏蔽层。
在上述加工方法中，所述对未渗氮锥套进行渗氮处理的步骤包括：
将离子氮化炉内的气压抽真空至P以下；
向离子氮化炉内通入液态氨气或氮氢混合气体；
启动电源，待气体起辉放电后，调整离子氮化炉内的温度和气压，离子渗氮反应开始；
保证离子氮化炉内的温度和气压不变，一段时间T后，离子渗氮反应结束。
在上述加工方法中，P＝10Pa。
在上述加工方法中，T＝4～8h。
在上述加工方法中，所述对未渗氮锥套进行清洁处理的步骤包括：
去除未渗氮锥套表面的油污和钝化膜；
利用超声波清洗设备对未渗氮锥套进行超声清洗；
烘干或自然晾干清洗后的未渗氮锥套。
在上述加工方法中，所述超声波清洗设备所使用的清洗剂为有机溶剂。
在上述加工方法中，对未渗氮锥套进行清洁处理之前，还包括步骤：
对未渗氮锥套进行调质处理。
在上述加工方法中，以630不锈钢为材料，加工得到第一套体。
在上述加工方法中，以42CrMo钢材为材料，加工得到第二套体。
在上述加工方法中，所述离子氮化炉的电源为高压脉冲直流电源。
本发明提供了一种锥套的加工方法，与现有技术相比，其有益效果在于：
一方面，本发明提供的加工方法加工出来的锥套包括第一套体和第二套体，其中，用来装配辊环第一套体具有采用硬度较高的不锈钢，并且具有耐磨性能优异的渗氮层，因此可经受住辊环频繁更换所带来的磨损，有效地保证与辊环装配所需的过盈量，进而可减少锥套的损耗，延长锥套的使用寿命；而第二套体采用成本较低的中碳钢，因此可降低锥套的生产成本，提高锥套的经济效益。
另一方面，本发明提供的加工方法采用了离子渗氮工艺，可在锥套的表面形成无氧化的渗氮层，并且不会损害锥套的表面光洁度，因此加工出来的锥套变形量极小，无需再进行磨削、车削等加工，省时省力，也正因如此，利用本发明提供的加工方法得到的渗氮层可薄至0.03mm，既满足了提高锥套的表面硬度，改善其耐磨性的要求，又保证了锥套的刚度和强度。
附图说明
图1为本发明实施例的锥套的结构示意图；
图2为本发明实施例的加工方法的流程示意图。
图中：1、第一套体；2、第二套体。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，以区分同一类型的技术特征，而不能理解为指示或暗示这些技术特征的相对重要性、顺序以及数量，也即，“第一”技术特征可以被称为“第二”技术特征，“第二”技术特征也可以被称为“第一”技术特征，并且，限定有“第一”、“第二”的技术特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该技术特征。另外，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
参见图1，本发明实施例提供一种锥套，其主要包括第一套体1和第二套体2；第一套体1的材质为不锈钢，用于装配辊环；第二套体2的材质为中碳钢，其一端与第一套体1的一端相连接；其中，第一套体1具有位于其外侧面的渗氮层(图未示)。
基于上述结构，由于用来装配辊环的第一套体1采用硬度较高的不锈钢，并且具有耐磨性能优异的渗氮层，因此可经受住辊环频繁更换所带来的磨损，有效地保证与辊环装配所需的过盈量，进而可减少锥套的损耗，延长锥套的使用寿命；与此同时，由于第二套体2不直接与辊环装配，因此它采用成本较低的中碳钢即可满足使用要求，进而可降低锥套的生产成本，提高锥套的经济效益。
参见图2，本发明实施例提供一种上述锥套的加工方法，其包括如下步骤：
S1、以不锈钢为材料，加工得到第一套体1；
S2、以中碳钢为材料，加工得到第二套体2；
S3、将第一套体1的一端与第二套体2的一端通过摩擦焊相连接，得到未渗氮锥套；
S4、对未渗氮锥套进行调质处理，以提高其力学性能；
S5、对未渗氮锥套进行清洁处理，以确保后续步骤形成的渗氮层稳定可靠，不易脱落；
S6、在未渗氮锥套的除第一套体1的外侧面以外的表面覆盖屏蔽层，以确定渗氮层的位置；
S7、将未渗氮锥套放入离子氮化炉内，对其进行渗氮处理，得到第一套体1的外侧面形成有渗氮层的渗氮锥套；
S8、待渗氮锥套自然冷却后，将其从离子氮化炉内取出；
S9、去除渗氮锥套表面的屏蔽层，获得最终的成品锥套。
基于上述步骤，本发明提供的加工方法采用了离子渗氮工艺，可在锥套的表面形成无氧化的渗氮层，并且不会损害锥套的表面光洁度，因此加工出来的锥套变形量极小，无需再进行磨削、车削等加工，省时省力，也正因如此，利用本发明提供的加工方法得到的渗氮层可薄至0.03mm，既满足了提高锥套的表面硬度，改善其耐磨性的要求，又保证了锥套的刚度和强度。
可选的，在上述加工方法中，步骤S5包括：
S51、去除未渗氮锥套表面的油污和钝化膜；
S52、利用超声波清洗设备对未渗氮锥套进行超声清洗；
S53、烘干或自然晾干清洗后的未渗氮锥套。
其中，超声波清洗设备所使用的清洗剂为有机溶剂，以保证清洁效果。
可选的，在上述加工方法中，步骤S7包括：
S71、将离子氮化炉内的气压抽真空至P以下，优选的，P＝10Pa；
S72、向离子氮化炉内通入液态氨气或氮氢混合气体；
S73、启动电源，待气体起辉放电后，调整离子氮化炉内的温度和气压，离子渗氮反应开始；
S74、保证离子氮化炉内的温度和气压不变，一段时间T后，离子渗氮反应结束，优选的，T＝4～8h。
可选的，在本实施例中，离子氮化炉的电源为高压脉冲直流电源，其具有节能环保、稳定可靠、装炉量大、效率高、能长时间满负荷工作等优点。
可选的，在本实施例中，第一套体1的材质优选硬度高、强度高、耐腐蚀性好的630不锈钢；第二套体2的材质优选强度高、韧性好、价格较630不锈钢更低的42CrMo钢材。由此，在步骤S1中，以630不锈钢为材料，加工得到第一套体1；在步骤S2中，以42CrMo钢材为材料，加工得到第二套体2。
综上，本发明实施例提供了一种锥套及其加工方法，与现有技术相比，该锥套具有表面硬度高、使用寿命长、成本低等优点，该加工方法可在锥套的表面形成无氧化的渗氮层，并且不会损害锥套的表面光洁度，因此加工出来的锥套变形量极小，无需再进行磨削、车削等加工，省时省力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种锥套的加工方法，所述锥套包括第一套体和第二套体，所述第一套体用于装配辊环，其特征在于，包括如下步骤：
以630不锈钢为材料，加工得到第一套体；
以42CrMo钢材为材料，加工得到第二套体；
将第一套体的一端与第二套体的一端通过摩擦焊相连接，得到未渗氮锥套；
对未渗氮锥套进行清洁处理；
去除未渗氮锥套表面的油污和钝化膜；
利用超声波清洗设备对未渗氮锥套进行超声清洗；
烘干或自然晾干清洗后的未渗氮锥套；
在未渗氮锥套的除第一套体的外侧面以外的表面覆盖屏蔽层；
将未渗氮锥套放入离子氮化炉内，对其进行渗氮处理，得到第一套体的外侧面形成有渗氮层的渗氮锥套；
待渗氮锥套自然冷却后，将其从离子氮化炉内取出；
去除渗氮锥套表面的屏蔽层。
2.如权利要求1所述的锥套的加工方法，其特征在于，所述对未渗氮锥套进行渗氮处理的步骤包括：
将离子氮化炉内的气压抽真空至P以下；
向离子氮化炉内通入液态氨气或氮氢混合气体；
启动电源，待气体起辉放电后，调整离子氮化炉内的温度和气压，离子渗氮反应开始；
保证离子氮化炉内的温度和气压不变，一段时间T后，离子渗氮反应结束。
3.如权利要求2所述的锥套的加工方法，其特征在于：
P＝10Pa。
4.如权利要求2所述的锥套的加工方法，其特征在于：
T＝4～8h。
5.如权利要求1所述的锥套的加工方法，其特征在于：
所述超声波清洗设备所使用的清洗剂为有机溶剂。
6.如权利要求1所述的锥套的加工方法，其特征在于，对未渗氮锥套进行清洁处理之前，还包括步骤：
对未渗氮锥套进行调质处理。
7.如权利要求1所述的锥套的加工方法，其特征在于，所述离子氮化炉的电源为高压脉冲直流电源。
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