CN114622081A - 一种d2材质的全硬化工作辊的双头回火增韧处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热处理技术领域，提供了一种D2材质的全硬化工作辊的双头回火增韧处理方法，包括依次进行的以下步骤，整体淬火、整体低温回火、整体高温回火、轴颈端高温回火和辊端高温回火；其特征在于：整体高温回火后辊体主体硬度为HRC60～62，辊端高温回火后辊体两端25mm区域内硬度为HRC56‑58，轴颈端高温回火后轴颈硬度为HRC30～35。本发明克服了现有技术的不足，硬度梯度设计合理，解决了现有工作辊的使用寿命有待进一步提升的技术问题。

Description

一种D2材质的全硬化工作辊的双头回火增韧处理方法
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，具体涉及一种D2材质的全硬化工作辊的双头回火增韧处理方法。
背景技术
我司生产全硬化工作辊通过在热处理后，通过增加两道高温回火步骤，以实现辊体淬硬层至表面延伸至芯部，实现辊体的全硬化，通过对辊体端部的轴颈进行回火，以降低轴颈段硬度，提高韧性，进而有效避免辊体与轴颈连接部位断裂，进而提高使用寿命。如何提高工作辊的使用寿命，一直是我司的研发方向。
为此，我们提出一种D2材质的全硬化工作辊的双头回火增韧处理方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种D2材质的全硬化工作辊的双头回火增韧处理方法，克服了现有技术的不足，硬度梯度设计合理，解决了现有工作辊的使用寿命有待进一步提升的技术问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种D2材质的全硬化工作辊的双头回火增韧处理方法，包括依次进行的以下步骤，整体淬火、整体低温回火、整体高温回火、轴颈端高温回火和辊端高温回火；
其特征在于：
整体高温回火后辊体主体硬度为HRC60～62，辊端高温回火后辊体两端25mm区域内硬度为HRC56-58，轴颈端高温回火后轴颈硬度为HRC30～35。
进一步的，所述整体淬火包括依次进行的以下步骤，淬火预热，温度为320～400℃，保温时间为3～5h；二次淬火预热，温度为600～700℃，保温时间为3～5h；三次淬火预热，温度为800～900℃，保温时间为2～4h；高温加热，温度为1010～1050℃，保温时间为1～2h；恒温淬火，温度为160～200℃，保温时间为12～15min，空冷，辊体冷却至70～90℃。
进一步的，所述整体低温回火包括依次进行的以下步骤，一次低温回火，温度为160～220℃，保温时间为3～5h；一次空冷，辊体冷却至50～60℃；二次低温回火，温度为160～220℃，保温时间为3～5h；二次空冷，辊体冷却至室温。
进一步的，所述整体高温回火包括依次进行的以下步骤，高温回火预热，温度为320～400℃，保温时间为3～5h；一次整体高温回火，温度为495～515℃，保温时间为3～5h；一次空冷，辊体冷却至室温；二次整体高温回火，温度为495～515℃，保温时间为3～5h。
进一步的，轴颈端高温回火包括依次进行的以下步骤，轴颈端回火预热，温度为320～400℃，保温时间为3～5h；轴颈端高温回火，温度为680～740℃，保温时间为2～4h；空冷，轴颈端冷却至室温；
分别对工作辊的两端轴颈进行轴颈端高温回火操作。
进一步的，辊端高温回火包括依次进行的以下步骤，辊端回火预热，温度为320～400℃，保温时间为3～5h；端部高温回火，温度为530～580℃，保温时间为2～4h；空冷，辊端冷却至室温；
分别对工作辊的辊体两端进行辊端高温回火操作。
(三)有益效果
本发明实施例提供了一种D2材质的全硬化工作辊的双头回火增韧处理方法，具备以下有益效果：
1、通过对工作辊的辊体工作区、非工作区以及两端轴颈热处理后的硬度分别进行限定，形成由辊体工作区向两端轴颈阶段递减的硬度梯度，能够有效提升工作辊的使用寿命；
2、通过对参与辊端回火的辊端长度进行设计优化，进而确保自参与辊端回火的区域向辊体工作区延伸的回火过渡区域限制在辊体非工作区的长度内，确保辊体工作区的硬度的均一性，能够进一步提升工作辊的使用寿命。
附图说明
图1为工作辊的结构以及热处理后的硬度分布示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种D2材质的全硬化工作辊的双头回火增韧处理方法，包括依次进行的以下步骤；
(1)所述整体淬火(对象为整根工作辊)
S1、淬火预热，温度为320～400℃，保温时间为3～5h；
S2、二次淬火预热，温度为600～700℃，保温时间为3～5h；
S3、三次淬火预热，温度为800～900℃，保温时间为2～4h；
S4、高温加热，温度为1010～1050℃，保温时间为1～2h；
S5、恒温淬火，温度为160～200℃，保温时间为12～15min；
S6、空冷，辊体冷却至70～90℃。
(2)所述整体低温回火(对象为整根工作辊)
S1、一次低温回火，温度为160～220℃，保温时间为3～5h；
S2、一次空冷，辊体冷却至50～60℃；
S3、二次低温回火，温度为160～220℃，保温时间为3～5h；
S4、二次空冷，辊体冷却至室温。
(3)所述整体高温回火(对象为整根工作辊)
S1、高温回火预热，温度为320～400℃，保温时间为3～5h；
S2、一次整体高温回火，温度为495～515℃，保温时间为3～5h；
S3、一次空冷，辊体冷却至室温；
S4、二次整体高温回火，温度为495～515℃，保温时间为3～5h；
整体高温回火后辊体主体硬度为HRC60～62。
(4)轴颈端高温回火(对象为轴颈)
S1、轴颈端回火预热，温度为320～400℃，保温时间为3～5h；
S2、轴颈端高温回火，温度为680～740℃，保温时间为2～4h；
S3、空冷，轴颈端冷却至室温；
分别对工作辊的两端轴颈进行轴颈端高温回火操作。
(5)辊端高温回火(对象为轴颈以及辊体自轴颈连接端向内延伸25mm区域)
S1、辊端回火预热，温度为320～400℃，保温时间为3～5h；
S2、端部高温回火，温度为530～580℃，保温时间为2～4h；
S3、空冷，辊端冷却至室温；
分别对工作辊的辊体两端进行辊端高温回火操作，辊端高温回火后辊体两端25mm区域内硬度为HRC56-58，轴颈硬度为HRC30～35。
表1为实施例1～5方法的参数设置。
Figure BDA0003556569930000051
Figure BDA0003556569930000061
表2为实施例1～5的硬度测试。
Figure BDA0003556569930000062
Figure BDA0003556569930000071
以上各实施例的D2材质的全硬化工作辊，结构如图1所示，包括辊体1和设置于辊体1两端的轴颈2。工作辊整长l1为451.2mm；辊体1的直径d3为61.0mm，参与端部高温回火的非工作区域1a的长度为25mm(辊体非工作区域的实际长度1A是辊体长度l1减去客户实际使用时的工作区域长度得到，1A＞1a)；轴颈2为阶梯状，其小径段直径d1为17mm、大径段直径d2为32mm，左右两端的轴颈2尺寸一致。
各测试点说明：
1.A、B分别为左轴颈的小径段、大径段中间部位；
2.C、D分别为辊体左侧参与辊端回火的非工作区(25mm)的两端部位；
3.E、F、G分别为辊体工作区的左端、中间和右端部位；
4.H、I分别为辊体右侧参与辊端回火的非工作区(25mm)的两端部位；
5.J、K分别为右轴颈的大径段、小径段中间部位。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种D2材质的全硬化工作辊的双头回火增韧处理方法，包括依次进行的以下步骤，整体淬火、整体低温回火、整体高温回火、轴颈端高温回火和辊端高温回火；
其特征在于：
整体高温回火后辊体主体硬度为HRC60～62，辊端高温回火后辊体两端25mm区域内硬度为HRC56-58，轴颈端高温回火后轴颈硬度为HRC30～35。
2.根据权利要求1所述的一种D2材质的全硬化工作辊的双头回火增韧处理方法，其特征在于：所述整体淬火包括依次进行的以下步骤，淬火预热，温度为320～400℃，保温时间为3～5h；二次淬火预热，温度为600～700℃，保温时间为3～5h；三次淬火预热，温度为800～900℃，保温时间为2～4h；高温加热，温度为1010～1050℃，保温时间为1～2h；恒温淬火，温度为160～200℃，保温时间为12～15min，空冷，辊体冷却至70～90℃。
3.根据权利要求2所述的一种D2材质的全硬化工作辊的双头回火增韧处理方法，其特征在于：所述整体低温回火包括依次进行的以下步骤，一次低温回火，温度为160～220℃，保温时间为3～5h；一次空冷，辊体冷却至50～60℃；二次低温回火，温度为160～220℃，保温时间为3～5h；二次空冷，辊体冷却至室温。
4.根据权利要求3所述的一种D2材质的全硬化工作辊的双头回火增韧处理方法，其特征在于：所述整体高温回火包括依次进行的以下步骤，高温回火预热，温度为320～400℃，保温时间为3～5h；一次整体高温回火，温度为495～515℃，保温时间为3～5h；一次空冷，辊体冷却至室温；二次整体高温回火，温度为495～515℃，保温时间为3～5h。
5.根据权利要求4所述的一种D2材质的全硬化工作辊的双头回火增韧处理方法，其特征在于：轴颈端高温回火包括依次进行的以下步骤，轴颈端回火预热，温度为320～400℃，保温时间为3～5h；轴颈端高温回火，温度为680～740℃，保温时间为2～4h；空冷，轴颈端冷却至室温；
分别对工作辊的两端轴颈进行轴颈端高温回火操作。
6.根据权利要求5所述的一种D2材质的全硬化工作辊的双头回火增韧处理方法，其特征在于：辊端高温回火包括依次进行的以下步骤，辊端回火预热，温度为320～400℃，保温时间为3～5h；端部高温回火，温度为530～580℃，保温时间为2～4h；空冷，辊端冷却至室温；
分别对工作辊的辊体两端进行辊端高温回火操作。
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