專利名稱：一種Cr12MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種金屬材料淬火加工裝置，特別是涉及一種Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置。
背景技術(shù)：
軋輥是軋鋼廠軋鋼機(jī)上的重要零件，利用一對(duì)或一組軋輥滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力來(lái)軋碾鋼材。它主要承受軋制時(shí)的動(dòng)靜載荷，磨損和溫度變化的影響。軋輥種類很多，目前常用的軋輥品種有鑄鋼軋輥、鑄鐵軋輥和鍛造軋輥三大類，在型材軋機(jī)上還有少量硬質(zhì)合金軋輥。成品冷軋輥是高附加值、高技術(shù)含量的產(chǎn)品，在生產(chǎn)制造中，軋輥輥身的表面淬火 是最關(guān)鍵的工序，而感應(yīng)淬火中的淬火感應(yīng)器則是實(shí)現(xiàn)這一工序的重要工具，是生產(chǎn)輥身硬度和淬硬層都合格的軋輥的必要設(shè)備。感應(yīng)加熱表面淬火是利用電磁感應(yīng)原理，在閉合的導(dǎo)電回路中接通交流電產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使置于其內(nèi)部的鐵磁物質(zhì)表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，其面快速加熱至臨界點(diǎn)以上，實(shí)現(xiàn)表面淬火的一種工藝方法，而鐵磁物質(zhì)就是需要淬火的軋輥。雖然軋輥的感應(yīng)淬火工藝發(fā)展已經(jīng)較快，但因?yàn)榧夹g(shù)含量高，所以在發(fā)展中仍存在不少技術(shù)缺陷。例如，像C12MoV鋼軋輥之類的鋼質(zhì)小輥徑的軋輥，由于含鉻量較高，在感應(yīng)淬火的加工過(guò)程中，雖然其淬透性非常好，但是淬火時(shí)極易形成較大的熱應(yīng)力與組織應(yīng)力而導(dǎo)致畸變合裂紋。此為較為棘手的技術(shù)問(wèn)題，在美、日、德等外文文獻(xiàn)及中文文獻(xiàn)中，關(guān)于此類材料的感應(yīng)淬火工藝極少有報(bào)道，可見目前國(guó)內(nèi)外C12MoV類鋼軋輥感應(yīng)淬火領(lǐng)域存在極大的技術(shù)空白，實(shí)為目前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中鋼軋輥淬火易形成較大的熱應(yīng)力與組織應(yīng)力而導(dǎo)致畸變合裂紋的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型還提供一種Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置，包括所述感應(yīng)淬火加工裝置至少包括機(jī)臺(tái)；上、下頂尖，設(shè)置于所述機(jī)臺(tái)上，軸向夾持定位軋輥；加熱感應(yīng)器及冷卻噴液器，設(shè)置于所述機(jī)臺(tái)上，并套設(shè)于所述軋輥，可在所述軋輥的待感應(yīng)淬火部位上下移動(dòng)，分別通過(guò)預(yù)設(shè)溫度值加熱、噴射調(diào)配淬火液來(lái)對(duì)所述待感應(yīng)淬火部位采用連續(xù)加熱淬火法進(jìn)行加工；以及導(dǎo)向套，套設(shè)于所述軋輥，可在橫向上將所述軋輥定位于所述加熱感應(yīng)器的加熱中心，并對(duì)所述加熱感應(yīng)器在上下移動(dòng)的過(guò)程中進(jìn)行垂向?qū)?。?yōu)選地,所述加熱感應(yīng)器在所述待淬火部位上移動(dòng)速度為400mm/min,所述機(jī)臺(tái)上還設(shè)有驅(qū)動(dòng)所述上、下頂尖轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。所述加熱感應(yīng)器及冷卻噴液器均為圓環(huán)狀，套設(shè)于夾持在所述上、下頂尖之間的Crl2MoV軋輥上。[0008]通過(guò)本實(shí)用新型的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置，可以使軋輥表面硬度達(dá)到62-63HRC，有效硬化層深度2. 8mm,不僅硬度和硬化層符合技術(shù)要求，而且該工作輥的變形也成功控制在要求的O. 5mm以內(nèi)。同時(shí)，同種規(guī)格的Crl2MoV軋輥，采用傳統(tǒng)的整體淬火每件消耗電能約50度，而本實(shí)用新型采用的感應(yīng)淬火工藝僅僅針對(duì)軋輥上的待淬火部位進(jìn)行熱加工，因此每件消耗電能僅2度，節(jié)能96%，在批量化生產(chǎn)的情況下，節(jié)約的能耗巨大，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^；同時(shí)，本實(shí)用新型的Crl2MoV軋輥感應(yīng)淬火的裝置，為今后小輥徑的軋輥感應(yīng)淬火開創(chuàng)了先河，填補(bǔ)了 Cr 12MoV感應(yīng)淬火領(lǐng)域國(guó)際國(guó)內(nèi)的空白。

圖I顯示為本實(shí)用新型Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明I Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置 10 機(jī)臺(tái)11 上頂尖12 下頂尖13 加熱感應(yīng)器14 冷卻噴液器15 導(dǎo)向套2 Crl2MoV 軋輥
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，顯示為本實(shí)用新型Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本實(shí)用新型的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置1，包括機(jī)臺(tái)10、設(shè)于機(jī)臺(tái)上的上、下頂尖11、12，從軸向方向夾持定位Crl2MoV軋輥2，加熱感應(yīng)器13及冷卻噴液器14，套設(shè)于所述Crl2MoV軋輥2，用于在Crl2MoV軋輥2的待淬火部位上移動(dòng)，分別通過(guò)使用加熱感應(yīng)器13對(duì)Crl2MoV軋輥待淬火部位按預(yù)設(shè)溫度加熱，同時(shí)使用冷卻噴液器14噴射調(diào)配淬火液來(lái)對(duì)所述待淬火部位冷卻，通過(guò)反復(fù)不斷的連續(xù)加熱淬火法進(jìn)行加工，另外，所述加熱感應(yīng)器在所述待淬火部位上移動(dòng)速度為400mm/min。在本實(shí)施例中，所述機(jī)臺(tái)上還設(shè)有驅(qū)動(dòng)所述上、下頂尖轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置(未圖示)，以使所述上、下頂尖11、12夾持Crl2MoV軋輥2并可橫向旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)淬火的目的，同時(shí)，所述加熱感應(yīng)器13及冷卻噴液器14均為圓環(huán)狀，套設(shè)于夾持在所述上、下頂尖11、12之間的Crl2MoV軋輥2，并且均可在機(jī)臺(tái)10上沿豎直方向上下滑動(dòng)，滑動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方式如常見的滾珠滑動(dòng)等，如此一來(lái)即可控制所述加熱感應(yīng)器13僅在Crl2MoV軋輥2上的待淬火部位一邊滑動(dòng)一邊連續(xù)淬火。本實(shí)用新型的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置I所包括的導(dǎo)向套15，套設(shè)于Crl2MoV軋輥2，起到極為重要的定位作用。在本實(shí)施例中，由于所述Crl2MoV軋輥2在淬火時(shí)以軸向?yàn)橹行男D(zhuǎn)，不可避免地會(huì)在橫向方向上有微量偏移，而本實(shí)用新型的Cr 12MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置I通過(guò)增加所述導(dǎo)向套15而使Crl2MoV軋輥2定位于加熱中心，達(dá)到最好的淬火效果，避免因偏移而降低軋輥淬火質(zhì)量。[0022]本實(shí)用新型提供一種Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置在實(shí)際的應(yīng)用中，采用以下方法步驟1，先將連接有加熱電源的加熱感應(yīng)器在所述軋輥的待感應(yīng)淬火部位上以預(yù)設(shè)速度移動(dòng)，并由所述加熱感應(yīng)器對(duì)所述軋輥的待感應(yīng)淬火部位加熱至溫度范圍為IOOO0C 1050°C，同時(shí)使用冷卻溫度在15°C 35°C范圍內(nèi)的調(diào)配淬火液進(jìn)行淬火。優(yōu)選的，本實(shí)施例所選用的述加熱電源的頻率為20KHz，功率為200KW，提供穩(wěn)定加熱。經(jīng)試驗(yàn)，在淬火過(guò)程中，所述加熱溫度選為1030°C，或所述冷卻溫度選為25°C時(shí)加熱淬火效果較好。需特別說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的方法并非使用單純的水作為冷卻劑，而所采用的調(diào)配淬火液為水濃度為10°/Γ12%的AQ251淬火介質(zhì)，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)此配比的淬火液冷卻效果最好，極有利于淬火過(guò)程中的快速冷卻，淬火效果突出。并且，在本實(shí)施例中所述加熱感應(yīng)器在所述待淬火部位上以預(yù)設(shè)速度為400mm/min滑動(dòng)，逐步完成淬火部位上各部分的淬火工作。在本實(shí)施例中，步驟I還包括加熱感應(yīng)器在Crl2MoV軋輥上的初始淬火位置停留2s，這樣有利于保證零件的淬硬深度，同時(shí)，在步驟I的淬火過(guò)程中Crl2MoV軋輥零件旋轉(zhuǎn)加熱，轉(zhuǎn)速為30r/min，保證了零件的軸向硬化層的均勻性。 在本實(shí)施例中，Crl2MoV軋輥的尺寸在Φ 16X930mm，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)高頻及超音頻電源加熱的功率密度值為O. 6 2. Okw/cm2,配合所述連續(xù)加熱淬火法使用即使加熱和冷卻連續(xù)不斷地進(jìn)行。步驟2對(duì)所述軋輥進(jìn)行校直作業(yè)，并將其變形誤差控制在O. 5mm以內(nèi)。在本實(shí)施例中，通過(guò)校直檢測(cè)，有利于在淬火完成的Crl2MoV軋輥選取合格品，所述變形誤差為所述軋輥兩個(gè)不同檢測(cè)部位的周長(zhǎng)誤差。步驟3 :將所述軋輥送至回火溫度為100±5°C的回火爐中進(jìn)行回火。在本實(shí)施例中，選取100±5°C范圍內(nèi)的溫度對(duì)未通過(guò)校直檢測(cè)的Crl2MoV軋輥，經(jīng)試驗(yàn)，回火溫度在此范圍較有利于產(chǎn)生合格硬度的產(chǎn)品。步驟4 :采用金相法檢測(cè)所述軋輥的淬火完成部位的金相組織，并將金相組織達(dá)到3. 5級(jí)馬氏體組織要求的軋棍作為標(biāo)準(zhǔn)件。在本實(shí)施例中，馬氏體(martensite)是黑色金屬材料的一種組織名稱。馬氏體(M)是碳溶于α-Fe的過(guò)飽和的固溶體，是奧氏體通過(guò)無(wú)擴(kuò)散型相變轉(zhuǎn)變成的亞穩(wěn)定相。其比容大于奧氏體、珠光體等組織，這是產(chǎn)生淬火應(yīng)力，導(dǎo)致變形開裂的主要原因。馬氏體最初是在鋼(中、高碳鋼)中發(fā)現(xiàn)的將鋼加熱到一定溫度(形成奧氏體)后經(jīng)迅速冷卻(淬火)，得到的能使鋼變硬、增強(qiáng)的一種淬火組織。在本實(shí)施例中，當(dāng)檢測(cè)到Crl2MoV軋輥的淬火完成部位的金相組織達(dá)到馬氏體3 7級(jí)中的3. 5級(jí)以上時(shí)符合產(chǎn)品合格要求。通過(guò)本實(shí)用新型的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置，可以使軋輥表面硬度達(dá)到62-63HRC，有效硬化層深度2. 8mm,不僅硬度和硬化層符合格的Crl2MoV軋輥，如果采用傳統(tǒng)的整體淬火每件需消耗電能約50度，而本實(shí)用新技術(shù)要求，而且該工作輥的變形也成功控制在要求的O. 5mm以內(nèi)。同時(shí)，同種規(guī)型采用的感應(yīng)淬火工藝僅僅針對(duì)軋輥上的待淬火部位進(jìn)行熱加工，因此每件消耗電能僅2度，節(jié)能96%，在批量化生產(chǎn)的情況下，節(jié)約的能耗巨大，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^；同時(shí)，本實(shí)用新型的Crl2MoV軋輥感應(yīng)淬火的裝置，為今后小輥徑的軋輥感應(yīng)淬火開創(chuàng)了先河，填補(bǔ)了 Crl2MoV感應(yīng)淬火領(lǐng)域國(guó)際國(guó)內(nèi)的空白本實(shí)用新型的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置。
權(quán)利要求1.一種Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置，其特征在于，所述感應(yīng)淬火加工裝置至少包括 機(jī)臺(tái)； 上、下頂尖，設(shè)置于所述機(jī)臺(tái)上，軸向夾持定位軋輥； 加熱感應(yīng)器及冷卻噴液器，設(shè)置于所述機(jī)臺(tái)上，并套設(shè)于所述軋輥，可在所述軋輥的待感應(yīng)淬火部位上下移動(dòng)，分別通過(guò)預(yù)設(shè)溫度值加熱、噴射調(diào)配淬火液來(lái)對(duì)所述待感應(yīng)淬火部位采用連續(xù)加熱淬火法進(jìn)行加工；以及 導(dǎo)向套，套設(shè)于所述軋輥，可在橫向上將所述軋輥定位于所述加熱感應(yīng)器的加熱中心，并對(duì)所述加熱感應(yīng)器在上下移動(dòng)的過(guò)程中進(jìn)行垂向?qū)颉?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置，其特征在于，所述加熱感應(yīng)器在所述待淬火部位上移動(dòng)速度為400mm/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置，其特征在于，所述機(jī)臺(tái)上還設(shè)有驅(qū)動(dòng)所述上、下頂尖轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的Cr12MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置，其特征在于，所述加熱感應(yīng)器及冷卻噴液器均為圓環(huán)狀，套設(shè)于夾持在所述上、下頂尖之間的Crl2MoV軋輥上。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種Cr12MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工裝置，通過(guò)加熱感應(yīng)器在Cr12MoV軋輥的待淬火部位上以預(yù)設(shè)速度移動(dòng)，以預(yù)設(shè)溫度加熱且使用調(diào)配淬火液冷卻來(lái)采用連續(xù)加熱淬火法，并對(duì)淬火完成的Cr12MoV軋輥?zhàn)餍Ｖ?，進(jìn)而按預(yù)設(shè)回火溫度回火，直至合格后再通過(guò)金相法檢測(cè)，本實(shí)用新型的裝置還提供橫向上定位Cr12MoV軋輥的導(dǎo)向套，使之定位于加熱中心，可以使軋輥不僅表面硬度和硬化層符合技術(shù)要求，而且該工作輥的變形也成功控制在要求誤差精度以內(nèi)，同時(shí)，相較于傳統(tǒng)的淬火工藝，本實(shí)用新型的感應(yīng)淬火加工裝置耗電量極少，因此在實(shí)際的批量生產(chǎn)中將節(jié)約巨大能耗，具有極高經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
文檔編號(hào)C21D1/10GK202705418SQ2012203863
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者陳枝鈞, 路陽(yáng) 申請(qǐng)人:上海上大熱處理有限公司