一種新材質(zhì)大型鋁熱軋機(jī)精軋工作輥及其感應(yīng)淬火方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于軋輥熱處理領(lǐng)域，公開了一種新材質(zhì)大型鋁熱軋機(jī)工作輥及其感應(yīng)淬火方法，其組分按質(zhì)量百分比組成為C：0.40～0.85；Cr：3.50～5.50；Si：0.40～0.80；Mn：0.40～0.80；Ni：0.30～0.70；Mo：0.50～1.20；V：0.30～0.70；P：≤0.020；S：≤0.020。制備方法包括以下步驟：a，軋輥在烘箱中一次預(yù)熱；b，軋輥安裝至雙頻淬火機(jī)床上，感應(yīng)器自下而上加熱；c，對(duì)輥身下端倒角或斜面處進(jìn)行一次機(jī)床預(yù)熱；d，在倒角或斜面位置開啟淬火機(jī)床使感應(yīng)器沿軋輥軸向自下而上移動(dòng)，之后進(jìn)行水冷卻；e，軋輥回火處理；f，檢測(cè)軋輥硬度；g，半精磨及成品磨削；h，產(chǎn)品超聲波檢測(cè)。
【專利說明】
一種新材質(zhì)大型鋁熱軋機(jī)精軋工作輥及其感應(yīng)淬火方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于乳輥熱處理領(lǐng)域，具體來說涉及一種新材質(zhì)鋁熱乳機(jī)精乳工作輥及其感應(yīng)淬火方法。
【背景技術(shù)】
[0002]本項(xiàng)目主要研究的是一種新材質(zhì)大型鋁熱乳機(jī)精乳工作輥。鋁及其合金擁有許多優(yōu)異的特性，被廣泛應(yīng)用于航天、航空、高鐵、及日常生活起居等領(lǐng)域中。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，鋁及其合金產(chǎn)品需求量越來越多，對(duì)鋁板的表面質(zhì)量要求也越來越高，因此對(duì)于乳制鋁板的熱乳輥的性能要求也越來越高。目前主要用于乳制鋁板的熱乳工作輥主要以Cr3系列材質(zhì)為主，但此類材質(zhì)乳輥的耐磨性及使用壽命已經(jīng)不能滿足不斷提高的市場(chǎng)需求及產(chǎn)品表面的高質(zhì)量要求。因此亟需一種可以取代現(xiàn)有材質(zhì)且性能更加優(yōu)異的熱乳工作輥。
[0003]大型鋁熱乳機(jī)精乳工作輥，產(chǎn)品直徑達(dá)750mm，按常規(guī)冷乳輥制造方法，調(diào)制后表面感應(yīng)淬火，存在的主要問題為淬火應(yīng)力大，軟硬交接區(qū)易開裂，組織、硬度存在不均勻的情況。
[0004]為進(jìn)一步提高新產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)滿足客戶的需求，特對(duì)新材質(zhì)大型鋁熱乳機(jī)精乳工作輥的感應(yīng)淬火方法進(jìn)行研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]用于乳制鋁板的大型鋁熱乳機(jī)精乳工作輥對(duì)新材質(zhì)的要求主要有以下幾個(gè)方面:
[0006]更高的組織耐磨性:由于Cr3系列材質(zhì)的熱乳工作輥組織耐磨性差，增加了換輥頻率，嚴(yán)重制約了乳制設(shè)備的生產(chǎn)效率，增加工人負(fù)擔(dān)，使生產(chǎn)成本居高不下，同時(shí)由于乳輥磨損，對(duì)板面質(zhì)量及精度產(chǎn)生了不利影響。
[0007]更深的淬硬層深度:增加淬硬層深度后，可以增大產(chǎn)品的使用次數(shù)，增加產(chǎn)品利用價(jià)值，減少重淬次數(shù)，對(duì)降低成本，節(jié)省能源有重要意義。
[0008]更高的組織均勻性:本發(fā)明的新材質(zhì)應(yīng)用于乳制鋁板的大型鋁熱乳機(jī)精乳工作輥，由于精乳工作輥對(duì)乳輥的硬度、均勻性有很高的要求，本專利將采用表面淬火方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的差溫?zé)崽幚矸椒?，用于更有效的降低能源消耗，且獲得更均勻的表面硬度水平。同時(shí)還要考慮到應(yīng)避免由表面淬火帶來應(yīng)力開裂。
[0009 ]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0010]為適應(yīng)乳制鋁板的鋁熱乳機(jī)精乳工作輥的需求設(shè)計(jì)材質(zhì)，各組分按質(zhì)量百分比，其含量為:C:0.40?0.85 ;Cr:3.50?5.50; S1:0.40?0.80 ;Μη:0.40?0.80 ;N1:0.30?0.70;Mo:0.50?1.20;V:0.30?0.70;P:彡0.020;S:彡0.020，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0011]感應(yīng)淬火工藝采取以下步驟:
[0012]a，將乳輥放置在烘箱中進(jìn)行一次預(yù)熱，預(yù)熱溫度為300°C;
[0013]b，將乳輥豎直安裝至雙頻淬火機(jī)床上，感應(yīng)器為自下而上加熱；
[0014]C，針對(duì)棍身下端倒角或斜面處進(jìn)行一次機(jī)床預(yù)熱；
[0015]d，在倒角或斜面位置開啟淬火機(jī)床使感應(yīng)器沿乳輥軸向自下而上移動(dòng)，同時(shí)由淬火機(jī)床帶動(dòng)乳輥繞乳輥中心軸線旋轉(zhuǎn)。起始加熱時(shí)倒角或斜面一半位置處溫度不低于9300C，感應(yīng)器將乳輥輥身加熱至960°C?970°C，之后使用低于35°C的水進(jìn)行冷卻；
[0016]e，將乳輥送至回火爐中進(jìn)行回火；
[0017]f，對(duì)乳輥進(jìn)行硬度檢測(cè)；
[0018]g，進(jìn)行半精磨及成品磨削，使乳輥達(dá)到成品尺寸，表面粗糙度為Ra0.8。
[0019]h，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行超聲波檢測(cè)，確認(rèn)輥身表面無裂紋。
[0020]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述步驟c中，所述對(duì)輥身下端倒角或斜面處進(jìn)行一次機(jī)床預(yù)熱，預(yù)熱溫度為600°C，感應(yīng)器行至輥身的倒角上端400mm處停止；
[0021]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述步驟d中，感應(yīng)器沿乳輥軸向自下而上移動(dòng)，移動(dòng)速度為28mm/min。同時(shí)由淬火機(jī)床帶動(dòng)乳輥繞乳輥中心軸線旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為20-25r/min。起始加熱時(shí)倒角或斜面一半位置處溫度不低于930°C，感應(yīng)器將乳輥輥身加熱至960°C?970 cC ο
[0022]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述步驟e中，回火溫度定為325°C。
[0023 ]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是:
[0024]本發(fā)明組分的新材質(zhì)首次應(yīng)用于大型鋁熱乳機(jī)精乳工作輥中，相對(duì)于Cr3材質(zhì)，本發(fā)明增加Cr元素含量，提高了鋼在表面淬火中的淬透層深度，降低了開裂傾向，增加了乳輥耐磨性及強(qiáng)度，且乳輥的抗氧化性及耐腐蝕性也有顯著提高;在提高Cr元素的同時(shí)，適當(dāng)加入Mn、Mo等合金元素，可有效提高乳輥調(diào)質(zhì)后的力學(xué)性能;適當(dāng)調(diào)整C含量以達(dá)到更高的硬度要求;Ni做為主要的奧氏體形成元素，對(duì)于提高鋼的韌性，防止熱裂紋的擴(kuò)展起著很大的作用；Si的加入進(jìn)一步提高了乳輥的耐磨性;V為強(qiáng)碳化物形成元素，可以細(xì)化乳輥組織及晶粒。
[0025]使用本發(fā)明組分新材質(zhì)的乳輥可降低用戶的換輥頻率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，并能顯著提高乳輥的使用壽命。針對(duì)新材質(zhì)大型熱乳機(jī)精乳工作輥，在感應(yīng)淬火中，由于輥身直徑大，合金含量高，淬火應(yīng)力大，且起始加熱位置軟硬交界處為薄弱區(qū)，極易產(chǎn)生開裂，對(duì)于倒角及斜面處的預(yù)熱，可有效平緩應(yīng)力，降低開裂傾向。采用表面感應(yīng)淬火，選擇合理的淬火工藝，得到的產(chǎn)品組織、硬度良好。采用雙頻感應(yīng)加熱淬火，可以有效的提高硬度均勻性，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低能源消耗。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0027]實(shí)施例1
[0028]針對(duì)2800mm鋁板精乳工作輥的感應(yīng)淬火，直徑750mm，輥面長度為2850mm。
[0029]采用新材質(zhì)，材質(zhì)成分百分比如下:(::0.54;0:4.96;3丨:0.41;]\111:0.5;祖:0.46;Mo:0.51；V:0.37；P:^0.008；S:^0.002；
[0030]感應(yīng)淬火步驟如下:a，將乳輥放置在烘箱中進(jìn)行一次預(yù)熱，預(yù)熱溫度為300°C;b，將乳輥安裝至雙頻淬火機(jī)床上，感應(yīng)器為自下而上加熱;c，針對(duì)輥身下端倒角或斜面處進(jìn)行一次機(jī)床預(yù)熱，預(yù)熱溫度為600 0C，感應(yīng)器行至棍身的下倒角上端400mm處停止;d，在倒角或斜面位置開啟淬火機(jī)床使感應(yīng)器沿乳輥軸向自下而上移動(dòng)，移動(dòng)速度為28mm/min。同時(shí)由淬火機(jī)床帶動(dòng)乳輥套繞乳輥中心軸線旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為22r/min。起始加熱時(shí)倒角或斜面一半位置處溫度不低于930°C，感應(yīng)器將乳輥輥身加熱至960°C?970°C，之后使用低于35°C的水進(jìn)行冷卻;e，將乳輥送至回火爐中進(jìn)行回火，回火溫度定為325°C;f，對(duì)乳輥進(jìn)行硬度檢測(cè)；g，進(jìn)行半精磨及成品磨削，使乳棍達(dá)到成品尺寸，表面粗糙度為Ra0.8。h，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行超聲波檢測(cè)，確認(rèn)輥身表面無裂紋。
[0031]按照以上步驟及參數(shù)進(jìn)行控制，采用一次烘箱預(yù)熱，加上倒角或斜面處的二次機(jī)床預(yù)熱，探傷未發(fā)生開裂現(xiàn)象。淬火硬度均勻，組織良好，回火后硬度為77-78HSD，淬硬層深度達(dá)25mm以上，硬度均勻性±1HSD，符合用戶要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新材質(zhì)大型鋁熱乳機(jī)精乳工作輥，其特征在于:所述新材質(zhì)大型鋁熱乳機(jī)精乳工作輥各組分按質(zhì)量百分比，其含量為:c:0.40?0.85 ; Cr: 3.50?5.50; S1: 0.40?0.80 ；皿11:0.40?0.80;祖:0.30?0.70;]\10:0.50?1.20;￥:0.30?0.70;?:彡0.020;5:彡0.020，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新材質(zhì)大型鋁熱乳機(jī)精乳工作輥的感應(yīng)淬火方法，其特征在于:感應(yīng)淬火步驟如下: a，將乳輥放置在烘箱中進(jìn)行一次預(yù)熱； b，將乳輥豎直安裝至雙頻淬火機(jī)床上，感應(yīng)器為自下而上加熱； c，針對(duì)棍身下端倒角或斜面處進(jìn)行一次機(jī)床預(yù)熱； d，在倒角或斜面位置開啟淬火機(jī)床使感應(yīng)器沿乳輥軸向自下而上移動(dòng)，同時(shí)由淬火機(jī)床帶動(dòng)乳輥繞乳輥中心軸線旋轉(zhuǎn)，起始加熱時(shí)輥身下端倒角或斜面一半位置處溫度不低于9300C，感應(yīng)器將乳輥輥身加熱至960°C?970°C，之后使用低于35°C的水進(jìn)行冷卻；e，將乳輥送至回火爐中進(jìn)行回火，回火溫度定為325 V ;f，對(duì)乳輥進(jìn)行硬度檢測(cè)； g，進(jìn)行半精磨及成品磨削，使乳輥達(dá)到成品尺寸，表面粗糙度為Ra0.8。 h，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行超聲波檢測(cè)，確認(rèn)輥身表面無裂紋。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新材質(zhì)大型鋁熱乳機(jī)精乳工作輥的感應(yīng)淬火方法，其特征在于:步驟a所述的一次機(jī)床預(yù)熱溫度為300°C。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新材質(zhì)大型鋁熱乳機(jī)精乳工作輥的感應(yīng)淬火方法，其特征在于:步驟c所述的針對(duì)輥身下端倒角或斜面處一次機(jī)床預(yù)熱溫度為600°C，感應(yīng)器行至輥身的倒角上端400mm處停止。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新材質(zhì)大型鋁熱乳機(jī)精乳工作輥的感應(yīng)淬火方法，其特征在于:步驟d所述的感應(yīng)器沿乳棍軸向自下而上移動(dòng)，移動(dòng)速度為28mm/min;由淬火機(jī)床帶動(dòng)乳輥繞乳輥中心軸線旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為20-25r/min。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新材質(zhì)大型鋁熱乳機(jī)精乳工作輥的感應(yīng)淬火方法，其特征在于:步驟e所述的回火爐回火溫度為325°C。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新材質(zhì)大型鋁熱乳機(jī)精乳工作輥的應(yīng)用:其特征在于:所述新材質(zhì)大型鋁熱乳機(jī)精乳工作輥用于乳制鋁板。
【文檔編號(hào)】C21D1/10GK106011665SQ201610345258
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月23日
【發(fā)明人】李喆, 梁巍, 葛浩彬
【申請(qǐng)人】重集團(tuán)常州華冶軋輥有限公司, 一重集團(tuán)常州華冶軋輥有限公司