CN113005279B - 全硬化中间辊的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轧辊的加工方法，尤其是全硬化中间辊的热处理方法，包括以下步骤：先对所述中间辊进行整体淬火和整体回火，使所述中间辊全部硬化；然后对所述中间辊的工作辊两端的非工作区进行端部回火，使所述工作辊两端的所述非工作区的硬度小于所述工作辊的所述工作区硬度，且所述非工作区的韧性大于所述工作区的韧性；最后对中间辊的传动端进行辊端回火。本发明提供的全硬化中间辊的热处理方法通过对工作辊进行全硬化热处理，实现了高耐磨、高硬度、高强度、无需安装钢套、工作稳定、维护少，并且能有效保证轧辊的精度。

Description

全硬化中间辊的加工方法
技术领域
本发明涉及一种轧辊的加工方法，尤其是全硬化中间辊的热处理方法。
背景技术
现有的中间辊的两端的硬度在热处理后仅有HRC27～45，强度较小，容易磨损和变形，为了提高强度在两端装有钢套，由于钢套的单边厚度仅有5.5mm，钢套在热处理后变脆，钢套镶嵌时容易开裂，工作辊工作使用过程中钢套有可能产生脱落，进而影响到生产效率及产品质量。同时钢套虽然通过热处理提高了硬度，但是耐磨性依然不高，容易磨损，造成维护频繁。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种通过对工作辊进行全硬化热处理，实现了高耐磨、高硬度、高强度、无需安装钢套、工作稳定、维护少，并且能有效保证轧辊的精度的全硬化中间辊的热处理方法，具体技术方案为：
全硬化中间辊的热处理方法，包括以下步骤：先对所述中间辊进行整体淬火和整体回火，使所述中间辊全部硬化；然后对所述中间辊的工作辊两端的非工作区进行端部回火，使所述工作辊两端的所述非工作区的硬度小于所述工作辊的所述工作区硬度，且所述非工作区的韧性大于所述工作区的韧性；最后对中间辊的传动端进行辊端回火。
优选的，所述整体淬火包括以下步骤：淬火预热、高温加热、淬火和低温回火，所述高温加热的温度为1010～1030℃，保温时间为80～120min，所述淬火时进行油冷，油冷至70～130℃，所述低温回火进行两次。
优选的，所述淬火预热包括依次进行，且温度依次提高的一次恒温预热、二次恒温预热和三次恒温预热：所述一次恒温预热的温度为350～450℃，保温时间为7～9h；所述二次恒温预热的温度为550～650℃，保温时间为5～8h；所述三次恒温预热的温度为750～850℃，保温时间为4～6h。
进一步的，所述一次恒温预热与所述二次恒温预热以及所述二次恒温预热和所述三次恒温预热之间的温差均在180～220℃之间。
优选的，所述低温回火的温度为160～200℃，保温时间为7～10h。
优选的，所述整体回火包括以下步骤：回火预热和一次高温回火和二次高温回火；所述回火预热的温度为340～380℃，保温时间为6～8h；所述一次高温回火的温度为500～540℃，保温时间为6～8h；所述二次高温回火的温度为500～ 540℃，保温时间为6～8h。
进一步的，所述二次高温回火时先进行二次回火预热，所述二次回火预热的温度为340～380℃，保温时间为6～8h。
优选的，所述端部回火的包括以下步骤：回火预热和高温回火；所述回火预热的温度为380～420℃，保温时间为6～9h；所述高温回火的温度为580～610℃，保温时间为5～8h。
优选的，所述辊端回火包括以下步骤：回火预热和高温回火；所述回火预热的温度为380～420℃，保温时间为6～9h；所述高温回火的温度为670～695℃，保温时间为4～7h。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
本发明提供的全硬化中间辊的热处理方法通过对工作辊进行全硬化热处理，实现了高耐磨、高硬度、高强度、无需安装钢套、工作稳定、维护少，并且能有效保证轧辊的精度。
附图说明
图1是全硬化中间辊整体淬火的流程图；
图2是全硬化中间辊整体回火的流程图；
图3是全硬化中间辊端部回火的流程图；
图4是全硬化中间辊辊端回火的流程图；
图5是全硬化中间辊的检测图；
图6是全硬化中间辊的硬度分布图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图6所示，全硬化中间辊的热处理方法，包括以下步骤：
先对中间辊进行整体淬火和整体回火，使中间辊全部硬化；然后对中间辊的工作辊两端的非工作区进行端部回火，使工作辊两端的非工作区的硬度小于工作辊的工作区硬度，且非工作区的韧性大于工作区的韧性；最后对中间辊的传动端进行辊端回火。
具体的，整体淬火包括以下步骤：淬火预热、高温加热、淬火和低温回火，高温加热的温度为1010～1030℃，保温时间为80～120min，淬火时进行油冷，油冷至70～130℃，低温回火进行两次。
在不少于一个的实施例中，淬火预热包括依次进行，且温度依次提高的一次恒温预热、二次恒温预热和三次恒温预热：一次恒温预热的温度为350～450℃，保温时间为7～9h；二次恒温预热的温度为550～650℃，保温时间为5～8h；三次恒温预热的温度为750～850℃，保温时间为4～6h。
其中，一次恒温预热与二次恒温预热以及二次恒温预热和三次恒温预热之间的温差均在180～220℃之间。
低温回火的温度为160～200℃，保温时间为7～10h。
整体回火包括以下步骤：回火预热和一次高温回火和二次高温回火；回火预热的温度为340～380℃，保温时间为6～8h；一次高温回火的温度为500～540℃，保温时间为6～8h；二次高温回火的温度为500～540℃，保温时间为6～8h。
二次高温回火时先进行二次回火预热，二次回火预热的温度为340～380℃，保温时间为6～8h。
端部回火的包括以下步骤：回火预热和高温回火；回火预热的温度为380～ 420℃，保温时间为6～9h；高温回火的温度为580～610℃，保温时间为5～8h。
辊端回火包括以下步骤：回火预热和高温回火；回火预热的温度为380～ 420℃，保温时间为6～9h；高温回火的温度为670～695℃，保温时间为4～7h。
全硬化中间辊的热处理方法用于采用工具钢制成的中间辊的热处理，工具钢包括AISI-D2、Cr12MoV1、D2ESR等。
如图6所示，中间辊包括工作辊和设置在工作辊两端且直径小于工作辊的连接轴。工作辊上包括工作区和非工作区，非工作区位于工作辊的两端。工作辊的工作区用于进行校正板材，硬度为HRC56～58，非工作区的硬度为HRC45～50。中间辊的一端设有传动轴，传动轴上设有多个平面，传动轴的横截面为正多边形，传动轴与传动部件连接，传动轴的硬度为HRC30～34。
全硬化中间辊的加工流程：毛胚粗加工→热处理，淬火+回火，整体硬度淬火至HRC56～58→工作辊两端的非工作区回火至HRC45～50→中间辊的铣平面的传动端回火至HRC30～34→粗加工→精加工→研磨→包装→出货。
如图5所示，从工作辊两端的端面向内至20～50mm处为非工作区，工作辊两端的非工作区回火至HRC45～50。一般从工作辊的端面向工作区延伸至30mm 处设为非工作区。提高韧性，避免断裂。
从传动端的端面向内延伸至40mm的范围内进行辊端回火，硬度控制在 HRC30～34，提高韧性，避免断裂。
整体淬火时淬硬层深100％，粗加工采用车床，精加工采用磨床研磨，全硬化中间辊的加工困难度高于仅进行表面硬化的中间辊。
本发明所说的全硬化是指中间辊的表面和芯部的硬度一致，整体实现硬化，例如直径为150的中间辊，其表面硬度为HRC56～58，将其表面切割后，其芯部的硬度仍然为HRC56～58，可以通过多次修辊进行长期使用，使用寿命长，降低了更换和修辊周期，提高了生产效率。
如图1至图4所示，全硬化中间辊的热处理方法，包括以下步骤：
S1、淬火预热，一次恒温预热的温度为350～450℃，保温时间为7～9h；
S2、淬火预热，二次恒温预热的温度为550～650℃，保温时间为5～8h；
S3、淬火预热，三次恒温预热的温度为750～850℃，保温时间为4～6h；
S4、高温加热，高温加热的温度为1010～1030℃，保温时间为80～120min；
S5、淬火，进行油冷，冷却至70～130℃；
S6、低温回火，低温回火的温度为160～200℃，保温时间为7～10h，低温回火进行两次；
S7、冷却，空气冷却至室温；
S8、整体回火，回火预热的温度为340～380℃，保温时间为6～8h；
S9、整体回火，一次高温回火的温度为500～540℃，保温时间为6～8h，保温结束后冷却至室温；
S10、整体回火，二次回火预热的温度为340～380℃，保温时间为6～8h；
S11、整体回火，二次高温回火的温度为500～540℃，保温时间为6～8h，保温结束后冷却至室温；
S12、端部回火，回火预热的温度为380～420℃，保温时间为6～9h；
S13、端部回火，高温回火的温度为580～610℃，保温时间为5～8h，保温结束后空气冷却至室温；
S14、辊端回火，回火预热的温度为380～420℃，保温时间为6～9h；
S15、辊端回火，高温回火的温度为670～695℃，保温时间为4～7h，保温结束后空气冷却至室温。
实施例
本实施例包括11个实施例，材料为AISI-D2，直径150mm，长度1330mm。
图5中1、2和3分布表示测量点。由图5可知，全硬化中间辊的热处理方法处理的中间辊表面硬度分布均匀，表面光滑，能够保证板材校正后板材表面光滑、无色差、色泽均匀。
全硬化中间辊的热处理方法将工作辊改造设计为一体成型全硬辊，不仅不影响生产，修改为一体成型的全硬化辊可增加中间辊的强度，并可保证其轧辊本身精度，能提高产品质量、使用寿命长，克服了现有热处理变形及耐磨性差的问题，完全解决两端轴颈镶钢套部位结构和热处理不到位导致不耐磨的情况，轧辊淬硬层深度可达到100％，硬度高、耐磨性强。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.全硬化中间辊的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
先对所述中间辊进行整体淬火和整体回火，使所述中间辊全部硬化；然后对所述中间辊的工作辊两端的非工作区进行端部回火，使所述工作辊两端的所述非工作区的硬度小于所述工作辊的所述工作区硬度，且所述非工作区的韧性大于所述工作区的韧性；最后对中间辊的传动端进行辊端回火；
所述整体淬火包括以下步骤：淬火预热、高温加热、淬火和低温回火，所述高温加热的温度为1010～1030℃，保温时间为80～120min，所述淬火时进行油冷，油冷至70～130℃，所述低温回火进行两次；
所述淬火预热包括依次进行，且温度依次提高的一次恒温预热、二次恒温预热`和三次恒温预热：所述一次恒温预热的温度为350～450℃，保温时间为7～9h；所述二次恒温预热的温度为550～650℃，保温时间为5～8h；所述三次恒温预热的温度为750～850℃，保温时间为4～6h；
所述端部回火的包括以下步骤：回火预热和高温回火；所述回火预热的温度为380～420℃，保温时间为6～9h；所述高温回火的温度为580～610℃，保温时间为5～8h；
所述辊端回火包括以下步骤：回火预热和高温回火；所述回火预热的温度为380～420℃，保温时间为6～9h；所述高温回火的温度为670～695℃，保温时间为4～7h；
中间辊包括工作辊和设置在工作辊两端且直径小于工作辊的连接轴；工作辊上包括工作区和非工作区，非工作区位于工作辊的两端；工作辊的工作区用于进行校正板材，硬度为HRC56～58，非工作区的硬度为HRC45～50；中间辊的一端设有传动轴，传动轴上设有多个平面，传动轴的横截面为正多边形，传动轴与传动部件连接，传动轴的硬度为HRC30～34。
2.根据权利要求1所述的全硬化中间辊的热处理方法，其特征在于，所述一次恒温预热与所述二次恒温预热以及所述二次恒温预热和所述三次恒温预热之间的温差均在180～220℃之间。
3.根据权利要求1所述的全硬化中间辊的热处理方法，其特征在于，所述低温回火的温度为160～200℃，保温时间为7～10h。
4.根据权利要求1至3任一项所述的全硬化中间辊的热处理方法，其特征在于，所述整体回火包括以下步骤：回火预热和一次高温回火和二次高温回火；
所述回火预热的温度为340～380℃，保温时间为6～8h；
所述一次高温回火的温度为500～540℃，保温时间为6～8h；
所述二次高温回火的温度为500～540℃，保温时间为6～8h。
5.根据权利要求4所述的全硬化中间辊的热处理方法，其特征在于，所述二次高温回火时先进行二次回火预热，所述二次回火预热的温度为340～380℃，保温时间为6～8h。
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