CN118046176A - 螺旋型斜轧机轧辊的修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种螺旋型斜轧机轧辊的修复方法，对已使用过的轧辊进行修复，实现轧辊再次使用的目的，减少轧辊消耗，从而提高轧辊利用率，降低生产成本。该修复方法，包括如下步骤：1)将已磨损的轧辊进行退火处理，使轧辊表面硬度降至HRC35以下；2)对退火后轧辊的螺旋孔型进行重新机械加工；3)机械加工完成后再进行热处理，获得螺旋孔型的硬度大于HRC60，辊身硬度大于HRC56的轧辊；4)等温淬火后进行160‑180℃低温真空回火，保温时间3‑6小时。
Description
技术领域
本发明属于圆钢轧制成球技术领域，具体涉及轧机中轧辊的修复方法。
背景技术
钢球轧机即螺旋型斜轧机，一般由一对轧辊、一对导板、两组轴承座、以及轴向调整装置、径向调整装置、倾角调整装置和机架组成。其工作原理为：两个带螺旋孔型的轧辊，其轴心线相互交叉，两轧辊以相同方向旋转，圆钢由轧机的入口端进入，在轧辊作用下圆钢既旋转又前进，轧成圆球状或柱状。轧机两轧辊中心矩的径向距离可以调整，随着轧辊的磨损，需要通过调整底座来调整轧辊中心矩距离，来保证轧出来的球的形状。
轧辊是轧球轧锻工艺中最重要的工具，是圆钢产生塑性变形，形成球的工具，是决定轧机效率和球锻质量的重要消耗部件。
目前，轧辊主要承受轧制时的动静载荷、磨损和温度变化的影响，使用时，受到弯曲、扭曲、剪力、接触应力、热应力等，极易损坏，消耗量大，是轧机的主要消耗零件，并且轧球锻机轧辊属于一次消耗品，导致生产成本高。
发明内容
本发明是为了减少轧辊的消耗，对已使用过的轧辊进行修复，实现轧辊再次使用的目的，从而提高轧辊利用率，降低生产成本，提出了一种螺旋型斜轧机轧辊的修复方法。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种螺旋型斜轧机轧辊的修复方法，包括如下步骤：
1)将已磨损的轧辊进行退火处理，以80～100℃/h速度升温，升温至750-850℃，保温3-6小时，随炉缓冷，使轧辊表面硬度降至HRC35以下；
2)对退火后的轧辊孔面重新机械加工，保证重新机械加工后的螺旋孔型与未磨损前的螺旋孔型一致；
3)机械加工完成后对轧辊使用真空炉加热，以40～50℃/h的加温速度加热至550-650℃，等温1.5～2.5小时，然后以40～80℃/h的加温速度升温到820-860℃，保温1.5～2.5小时，再以40～100℃/h的加温速度升温至1000-1050℃，保温时间为1.0～1.2min/mm；
4)轧辊出炉后快速入水，进行200-250℃等温淬火，获得螺旋孔型部分的硬度大于HRC60，辊身硬度大于HRC56的轧辊；
5)对等温淬火后的轧辊进行160-180℃低温真空回火，保温时间3-6小时。
进一步的，所述轧辊为热作模具钢，包括以重量计的以下组分：C 0.33-0.43％，Si0.60-0.90％，Mn≤0.65％，Cr 2.80-3.30％，W 1.20-1.80％，Mo 2.50-3.0％，S≤0.03％，P≤0.035％。
进一步的，步骤1)中，已磨损轧辊的螺旋孔型磨损量相较于未磨损轧辊的螺旋孔型高度的25％-50％时，对其进行修复。
进一步的，步骤2)中，轧辊的重新机械加工量加上使用后的磨损量之和，满足两个轧辊的轴心距离在两个轧辊底座径向距离可调整范围内，即保证两轧辊安装后在使用期间可正常咬合。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
螺旋型斜轧机轧辊对硬度、耐磨性要求高，辊面硬度要大于HRC60，此外，轧辊要耐冲击，要有较强的咬入能力，表面光洁度要求也较高，同时，要保证轧辊的切削性能。因此，对轧辊的修复方法要求也更高。
1、待修复轧辊采用80～100℃/h速度进行缓慢升温加热的方式进行，是为了防止轧辊的变形量过大，降低硬度，便于加工。
2、螺旋型斜轧机的轧辊属于三维同时加工，需要用数控加工中心车床重新进行加工，保证加工尺寸的精度。
3、采用真空炉进行缓慢加热，能够防止加工后的轧辊变形和氧化，保证轧辊精度，避免重新精车，节省加工成本。
4、采用等温淬火，可使辊身表面的螺旋孔型具有高强度、耐磨损、耐冲击、变形量小的特点，辊身本身也具有高强度。
5、采用低温回火是为了消除轧辊应力、稳定组织。
附图说明
图1为螺旋型斜轧机的轧辊结构示意图；
图2为轧辊在螺旋型斜轧机上的安装示意图；
1、工作机座；2、轧辊；3、螺旋孔型。
具体实施方式
本发明的实施例采用中频电炉退火，数控加工中心车床加工，真空电炉淬火和回火。
本发明的螺旋型斜轧机轧辊的修复方法，包括如下步骤：
1)将已磨损的轧辊进行退火处理，以80～100℃/h速度升温，升温至750-850℃，保温3-6小时，随炉缓冷，使轧辊表面硬度降至HRC35以下；
2)对退火后的轧辊孔面重新机械加工，使重新机械加工后的螺旋孔型与未磨损前的螺旋孔型一致；
3)机械加工完成后对轧辊使用真空炉加热，以40～50℃/h的加温速度加热至550-650℃，等温1.5～2.5小时，然后以40～80℃/h的加温速度升温到820-860℃，保温1.5～2.5小时，再以40～100℃/h的加温速度升温至1000-1050℃，保温时间为1.0～1.2min/mm；
4)轧辊出炉后快速入水，进行200-250℃等温淬火，获得螺旋孔型部分的硬度大于HRC60，辊身硬度大于HRC56的轧辊；
5)对等温淬火后的轧辊进行160-180℃低温真空回火，保温时间3-6小时。
具体实施例如下：
实施例1
本实施例的一种螺旋型斜轧机轧辊的修复方法，包括如下步骤：
φ80球轧辊半径235mm，辊孔高40mm，轧制1160吨钢球后，螺旋孔型顶部磨损掉12mm。该轧辊包括以重量计的以下组分：C 0.39％，Si 0.68％，Mn 0.55％，Cr 3.1％，W1.32％，Mo 2.8％，S 0.016％，P 0.019％。
将已磨损的轧辊放入电炉以100℃/h的速度加热到800±10℃，保温3小时，随炉缓冷，冷却后检测表面硬度为HRC30.5。将轧辊用数控车床进行机械加工，在磨损后的螺旋孔型的基础上在轧辊表面沿径向向轴心方向加工，加工成未磨损前的螺旋孔型，加工后轧辊的直径与原新轧辊相比较缩小34mm。将加工后的轧辊送入真空炉中进行热处理，以50℃/h的加热速度缓慢进行加热，加热至650℃等温2小时，然后以50℃/h的加热速度缓慢进行升温到850℃保温2小时，再以50℃/h的加热速度缓慢进行加热至1030±10℃，保温时间为235mmX1.2min/mm÷60＝4.7小时，然后进行200-250℃等温淬火。对轧辊等温淬火后进行180℃低温真空回火，保温4小时，轧辊的螺旋孔型硬度HRC61.2，辊身硬度HRC58，对轧辊的螺旋孔型抛光后可使用。使用此工艺重新修复的轧辊可轧制钢球1100吨以上，与新轧辊轧制量相近。
实施例2
本实施例的一种螺旋型斜轧机轧辊的修复方法，包括如下步骤：
φ20球轧辊半径150mm，孔高8mm，轧制160吨钢球后，螺旋孔型顶部磨损掉2.5mm。该轧辊包括以重量计的以下组分：C 0.38％，Si 0.65％，Mn 0.58％，Cr3.3％，W 1.31％，Mo2.6％，S 0.015％，P 0.031％。
将已磨损的轧辊以100℃/h的速度加热到760±10℃，保温3小时，随炉缓冷，冷却后检测表面硬度HRC32。对轧辊进行机械加工，在磨损后的螺旋孔型基础上，沿轧辊径向方向深加工，加工成未磨损前的螺旋孔型，加工后轧辊与原新轧辊相比直径缩小10mm。将加工后的轧辊送入真空炉中进行热处理，以40℃/h的加热速度加热至600℃等温2小时，以60℃/h的加热速度再升温到820℃保温2小时，进一步以60℃/h的加热速度加热至1020±10℃保温，保温时间2.5-3小时，然后进行200-250℃等温淬火。对轧辊等温淬火后进行160℃低温真空回火，保温3小时，获得孔部硬度HRC61.8，辊身硬度HRC58.3，对轧辊抛光螺旋孔型后使用。采用此工艺重新修复的轧辊可轧制钢球150吨以上，与新轧辊轧制量相近。
实施例3
本实施例的一种螺旋型斜轧机轧辊的修复方法，包括如下步骤：
φ100球轧辊半径300mm，辊孔高50mm，轧制1400吨钢球后，螺旋孔型顶部磨损掉16mm，该轧辊包括以重量计的以下组分：C 0.40％，Si 0.71％，Mn 0.59％，Cr 3.08％，W1.26％，Mo 2.95％，S 0.016％，P 0.039％。
将已磨损的轧辊以80℃/h的速度加热到840±10℃，保温6小时，随炉缓冷，冷却后检测表面硬度HRC29.5。对轧辊进行机械加工，在磨损后的螺旋孔型基础上，沿轧辊径向方向深加工，加工成未磨损前的螺旋孔型，加工后轧辊与原新轧辊相比直径缩小42mm。将加工后的轧辊送入真空炉中进行热处理，以50℃/h的加热速度缓慢进行加热，加热至600℃等温2小时，以80℃/h再升温到850℃保温2小时，再以100℃/h加热速度加热至1050±10℃保温5-6小时，然后进行200-250℃等温淬火。对轧辊等温淬火后进行180℃低温真空回火，保温4小时，获得孔部硬度HRC62，辊身硬度HRC58.2，对轧辊抛光螺旋孔型后使用。采用此工艺重新修复的轧辊可轧制钢球1300吨以上，与原轧辊轧制量相近。
Claims (4)
1.一种螺旋型斜轧机轧辊的修复方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将已磨损的轧辊进行退火处理，以80～100℃/h速度升温，升温至750-850℃，保温3-6小时，随炉缓冷，使轧辊表面硬度降至HRC35以下；
2)对退火后的轧辊孔面重新机械加工，使重新机械加工后的螺旋孔型与未磨损前的螺旋孔型一致；
3)机械加工完成后对轧辊使用真空炉加热，以40～50℃/h的加温速度加热至550-650℃，等温1.5～2.5小时，然后以40～80℃/h的加温速度升温到820-860℃，保温1.5～2.5小时，再以40～100℃/h的加温速度升温至1000-1050℃，保温时间为1.0～1.2min/mm；
4)轧辊出炉后入水，进行200-250℃等温淬火，获得螺旋孔型部分的硬度大于HRC60，辊身硬度大于HRC56的轧辊；
5)对等温淬火后的轧辊进行160-180℃低温真空回火，保温时间3-6小时。
2.根据权利要求1所述的螺旋型斜轧机轧辊的修复方法，其特征在于，所述轧辊为热作模具钢，包括以重量计的以下组分：C 0.33-0.43％，Si 0.60-0.90％，Mn≤0.65％，Cr2.80-3.30％，W 1.20-1.80％，Mo 2.50-3.0％，S≤0.03％，P≤0.035％。
3.根据权利要求1所述的螺旋型斜轧机轧辊的修复方法，其特征在于，步骤1)中，已磨损轧辊的螺旋孔型磨损量相较于未磨损轧辊的螺旋孔型高度的25％-50％时，对其进行修复。
4.根据权利要求1所述的螺旋型斜轧机轧辊的修复方法，其特征在于，步骤2)中，轧辊的重新机械加工量加上使用后的磨损量之和，满足两个轧辊的轴心距离在两个轧辊底座径向距离可调整范围内。
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