CN113481353B - 一种合金球铁轧辊的淬火方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合金球铁轧辊的淬火方法，金属热处理技术领域，合金球铁轧辊材质为合金球铁，轧辊的表面硬度48～56HSD，热处理淬火温度为920℃～1000℃，采用双级淬火的方式，回火温度450～600℃，保温时间24～40h，配合喷淬设备使用。本发明解决油淬污染问题，有效避免淬火裂纹，提高生产的产品硬度、均匀性和组织性能。

Description

一种合金球铁轧辊的淬火方法
技术领域
本发明涉及金属热处理技术领域，尤其是一种合金球铁轧辊的淬火方法。
背景技术
随着轧制技术不断高速发展以及产品质量要求的不断提高对合金球铁轧辊性能的要求越来越高，合金球铁轧辊的合金含量越来越高，硬度要求也越来越高，国内著名的钢厂基本都将球铁硬度提升到了50HSD以上。由于合金球铁轧辊为铸造产品，碳含量又偏高，塑性韧性很差。为降低淬裂风险并保持较高硬度，传统工艺都采用油淬方式，该淬火方式对环境造成较大污染，随着环保要求越来越高，该种方式在北方地区已经淘汰。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种合金球铁轧辊的淬火方法，解决油淬污染问题，有效避免淬火裂纹，提高生产的产品硬度、均匀性和组织性能。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种合金球铁轧辊的淬火方法，包括以下步骤：
1）对轧辊毛坯进行退火和粗加工；
2）淬火热处理，淬火热处理加热温度为920～1000℃；
3）淬火，使用喷淬机的喷雾能力，喷淬机的液体压力为0.3～0.6MPa，喷淬机的风压为0.3～0.6Mpa进行喷淬，待轧辊毛坯温度降到300℃～350℃时停水吹风；
4）回火处理，回火温度为回火温度450～600℃，保温时间24～40h。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述喷淬机包括环绕轧辊毛坯三组喷液口，三组喷液口设置在同一竖直平面内，三组喷液口设置在同一圆周上并沿圆周均布。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述一组喷液口包括并排设置的喷油口和喷水口。
本发明技术方案的进一步改进在于：还包括设置在轧辊毛坯下方的集液盘。
本发明技术方案的进一步改进在于：还包括设置在轧辊毛坯下方的支撑轧辊毛坯的成对设置的支撑球。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述三组喷液口中的一组设置在成对设置的支撑球之间并竖直向上喷液。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明对于合金球铁产品采用喷淬机喷水+喷淬机吹风的热处理冷却方式替代油淬方式，解决了油淬污染问题，有效解决淬裂问题，提高生产的产品硬度、均匀性和组织性能。
三组喷液口的设置便于同时喷淬水、油或乳液，避免了事先混合液体，便于调整水油或其他乳液的比例，提高了喷淬的效果。集液盘防止喷淬液体飞溅到地面，有效防止液体的污染。支撑球减小了与轧辊毛坯的接触面积，增加移动不同尺寸的轧辊毛坯的适应性，减少了移动轧辊毛坯过程中的颠簸，增加了移动轧辊毛坯的稳定性，并有利于实现对轧辊毛坯360度的喷淬。三组喷液口中的一组设置在成对设置的支撑球之间并竖直向上喷液利于实现对轧辊毛坯360度的喷淬。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是图1的腐蚀图；
其中，1、轧辊毛坯，2、支撑球，3、喷油口，4、喷水口。
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：
如图1、图2所示，一种合金球铁轧辊的淬火方法，包括以下步骤：
1）对轧辊毛坯（1）进行退火和粗加工；
2）淬火热处理，淬火热处理加热温度为920～1000℃；
3）淬火，使用喷淬机的喷雾能力，喷淬机的液体压力为0.3～0.6MPa，喷淬机的风压为0.3～0.6Mpa进行喷淬，待轧辊毛坯（1）温度降到300℃～350℃时停水吹风；
4回火处理，回火温度为回火温度450～600℃，保温时间24～40h。
所述喷淬机包括三组喷液口、集液盘、支撑球2。
三组喷液口环绕轧辊毛坯1设置，三组喷液口设置在同一竖直平面内，三组喷液口设置在同一圆周上并沿圆周均布，三组喷液口固定在同一圆形机架上，机架绕着轧辊毛坯1旋转，旋转角度不超过120°，旋转往复旋转，使得喷淬均匀。所述一组喷液口包括并排设置的喷油口3和喷水口4。集液盘设置在轧辊毛坯1下方。支撑球2设置在轧辊毛坯1下方，支撑球2支撑轧辊毛坯1，支撑球2成对对称设置，支撑球2共设置有三对，支撑球2的转轴与水平呈45°，在支撑球2的转动中轧辊毛坯1向前移动。所述三组喷液口中的一组设置在成对设置的支撑球2之间并竖直向上喷液。
实施例1：
本实施例直径1360mm的合金球铁轧辊，合金球铁尺寸为直径1360mm，辊身长3000mm，全长7100mm，材质为合金球铁。
本实施例球铁的热处理工艺，具有以下步骤：
1）对铸辊退火处理，退火温度为650℃，保温时间为36小时。
2）对铸辊进行加工，加工到接近成品的尺寸，余量控制在5mm。
3）进行热处理，淬火加热温度为1000℃，保温时间30小时。
4）淬火冷却前段采用喷淬机喷水，水压为0.6MPa，风压为0.6MPa。喷淬10min后，关闭供水阀门。采用吹风方式，风压不变。吹风80min。
5）采用单次回火的方式，回火温度为500℃，时间为40h。
6）对产品进行硬度和金相组织进行检测。硬度检测结果为54～58HSD，金相组织为回火马氏体+碳化物+石墨。检测结果符合技术要求。
实施例2：
本实施例小吨位球铁轧辊，合金球铁尺寸为直径1000mm，辊身长2000mm，全长4800mm，材质为合金球铁。
本实施例产品的生产工艺，具有以下步骤：
1）对铸辊退火处理，退火温度为650℃，保温时间为20小时。
2）对铸辊进行加工，加工到接近成品的尺寸，余量控制在5mm。
3）进行热处理，淬火加热温度为920℃，保温时间20小时。
4）淬火冷却前段采用喷淬机喷水，水压为0.3MPa，风压为0.4MPa。喷淬10min后，关闭供水阀门。采用吹风方式，风压不变。吹风60min。
5）采用单次回火的方式，回火温度为600℃，时间为30h。
6）对产品进行硬度和金相组织进行检测。硬度检测结果为45～48HSD，金相组织为回火马氏体+碳化物+石墨。检测结果符合技术要求。
实施例3：
本实施例小吨位球铁轧辊，合金球铁尺寸为直径1200mm，辊身长2100mm，全长5000mm，材质为合金球铁。
本实施例产品的生产工艺，具有以下步骤：
1）对铸辊退火处理，退火温度为650℃，保温时间为20小时。
2）对铸辊进行加工，加工到接近成品的尺寸，余量控制在5mm。
3）进行热处理，淬火加热温度为980℃，保温时间25小时。
4）淬火冷却前段采用喷淬机喷水，水压为0.45MPa，风压为0.3MPa。喷淬10min后，关闭供水阀门。采用吹风方式，风压不变。吹风60min。
5）采用单次回火的方式，回火温度为450℃，时间为24h。
6）对产品进行硬度和金相组织进行检测。硬度检测结果为42～45HSD，金相组织为回火马氏体+碳化物+石墨。检测结果符合技术要求。
在这种情况下，我们发明了喷淬机喷水+喷淬机吹风的淬火方式，目前已经进行了多支产品生产，经实践证明，使用优化后的热处理方式，合金球铁的关键指标硬度和组织能够达到技术要求，对比使用油冷的产品性能指标也没有下降。

Claims (3)

1.一种合金球铁轧辊的淬火方法，所述合金球铁轧辊金相组织为回火马氏体+碳化物+石墨，其特征在于：包括以下步骤：
1）对轧辊毛坯（1）进行退火和粗加工，退火温度为650℃，保温时间为20～36小时；
2）淬火热处理，淬火热处理加热温度为920～1000℃；
3）淬火，使用喷淬机的喷雾能力，喷淬机的水压为0.3～0.6MPa，喷淬机的风压为0.3～0.6Mpa进行喷淬，待轧辊毛坯（1）温度降到300℃～350℃时停水吹风；所述喷淬机包括环绕轧辊毛坯（1）三组喷液口，三组喷液口设置在同一竖直平面内，三组喷液口设置在同一圆周上并沿圆周均布，包括设置在轧辊毛坯（1）下方的支撑轧辊毛坯（1）的成对设置的支撑球（2），所述三组喷液口中的一组设置在成对设置的支撑球（2）之间并竖直向上喷液；
4）回火处理，回火温度为回火温度450～600℃，保温时间24～40h。
2.根据权利要求1所述的一种合金球铁轧辊的淬火方法，其特征在于：所述一组喷液口包括并排设置的喷油口（3）和喷水口（4）。
3.根据权利要求1所述的一种合金球铁轧辊的淬火方法，其特征在于：还包括设置在轧辊毛坯（1）下方的集液盘。
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