寬厚板支承輥的熱處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種寬厚板支承輥的熱處理方法，用于對輥身長度為3500～4300mm的支承輥工件輥身表面進行熱處理，包括如下步驟：第一步，預熱；第二步，差溫加熱；先將差溫爐在800～850℃的溫度下空燒≥4小時后，將預熱后的工件轉入差溫爐；再升溫至1000～1050℃，進行保溫，保溫時間2～5小時；然后降溫至900～950℃，進行保溫，保溫時間為2～6小時；第三步，噴霧淬火；第四步，回火。本發明能夠提高支承輥的耐磨性和使用壽命，使支承輥輥身表面具有良好的硬度與耐磨性，且輥身芯部與輥頸保持原有良好的綜合機械性能；同時改變了傳統大型寬厚板支承輥臺車爐不透燒整體加熱淬火的工藝方式，減少了回火次數，縮短了生產周期，降低了生產成本。
【專利說明】寬厚板支承輥的熱處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鍛鋼的熱處理方法，具體涉及一種寬厚板支承輥的熱處理方法。【背景技術】
[0002]寬厚板軋機是帶有支承輥的四輥軋機，軋制載荷通過工作輥、中間輥傳遞給支承輥并最終由支承輥承擔。支承輥的作用就是支撐工作輥使其減小工作輥的彎曲變形從而提聞板厚精度和板形質量。
[0003]輥身長度為3500~4300mm的大型鍛鋼寬厚板支承輥是軋輥產品中尺寸大、制造難度高的品種，具有高技術含量、高附加值的特點，廣泛應用于船艦、高壓容器、大口徑石油管、鍋爐、海洋開發和機械制造等方面，是現代化建設不可缺少的極為重要的鋼材品種。近年來隨著四輥可逆寬厚板軋機的迅速增加，高硬度寬厚板軋機支承輥的需求量不斷增加，同時對寬厚板支承輥的冶金質量、支承輥材質、淬硬層深度、輥身硬度均勻性、特大型支承輥制造技術的要求越來越高。其中最終熱處理是決定支承輥工作層組織、硬度分布、應力分布和使用性能的關鍵工序，也是支承輥制造的核心所在。傳統最終熱處理主要有差溫熱處理、臺車爐不透燒加熱淬火及工頻整體感應加熱淬火。
[0004]大型鍛鋼寬厚板支承輥由于工件尺寸大、重量大，輥身表面硬度、淬硬層深度要求較高，并且受加熱設備所限，一般采用臺車爐不透燒加熱淬火作為最終性能熱處理。支承輥通過普通臺車式煤氣爐快速升溫并適當保持后出爐噴霧淬火，由于支承輥輥頸一并爐內加熱，噴霧淬火時需要增加保護輥頸措施，整體回火后還需二次回火，以保證輥頸的機械性能要求，因此現有的熱處理方法生產成本高，生產效率低。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種寬厚板支承輥的熱處理方法，它可以提高
生產效率。
[0006]為解決上述技術問題，本發明寬厚板支承輥的熱處理方法的技術解決方案為:
[0007]用于對輥身長度為3500~4300mm的支承輥工件輥身表面進行熱處理，包括如下步驟:
[0008]第一步，預熱；
[0009]將工件在300±10°C的溫度下保溫10~20小時，然后將工件以≤30°C /h的升溫速度預熱至500~600°C，進行保溫，保溫時間≥35小時；
[0010]第二步，差溫加熱；
[0011]先將差溫爐在800~850°C的溫度下空燒≥4小時后，將預熱后的工件轉入差溫爐；
[0012]再將工件以100~200°C /h的升溫速度迅速升溫至1000~1050°C，進行保溫，保溫時間2~5小時；
[0013]然后將工件以50~100°C /h的降溫速度降溫至900~950°C，進行保溫，保溫時間為2~6小時；
[0014]第三步，噴霧淬火；
[0015]差溫加熱結束后，將工件出爐并轉至噴淬機進行噴霧淬火；
[0016]所述噴霧淬火的方法如下:
[0017]第一階段，開啟噴淬機的四排噴嘴，將水壓和氣壓均控制在0.20~0.35MPa，對工件進行噴霧冷卻20~40分鐘；
[0018]第二階段，開啟四排噴嘴，使處于斜對角的其中兩排噴嘴的水壓為0，氣壓為0.20~0.30MPa，另外兩排噴嘴的水壓和氣壓均控制在0.20~0.30MPa，對工件進行噴霧冷卻20~40分鐘；
[0019]第三階段，開啟處于斜對角的兩排噴嘴，將其水壓和氣壓均控制在0.10~0.20MPa，對工件進行噴霧冷卻20~40分鐘；
[0020]第四階段，開啟處于斜對角的兩排噴嘴，將其水壓和氣壓均控制在0.05~0.lOMPa，對工件進行噴霧冷卻50~80分鐘。
[0021]第四步，回火；
[0022]噴霧淬火結束后，將工件進爐回火，將工件在300±10°C的溫度下保溫10~20小時；
[0023]然后以≤200C /h的升溫速度升溫至550~600°C，進行保溫，保溫時間80~120小時，實現回火；
[0024]回火結束后，以≤20°C /h的降溫速度降溫至300± 10°C，再以≤10°C /h的降溫速度降溫至≤150°C后，出爐空冷。
[0025]本發明可以達到的技術效果是:
[0026]本發明能夠減少臺車爐整體不透燒淬火輥頸保護和二次回火的工序，降低熱處理風險，節省生產成本，有效地提高生產效率。
[0027]本發明采用差溫熱處理的工藝方法，通過采用臥式差溫爐對支承輥輥身進行快速加熱，然后置于噴淬機進行噴霧冷卻，使支承輥輥身表面獲得一定深度的高硬度馬氏體或貝氏體組織，而輥頸、芯部仍然保持具有良好機械性能的調質態組織，從而滿足輥身硬度、淬硬層深度要求和輥身芯部、輥頸良好綜合機械性能要求，提高支承輥使用壽命。
[0028]本發明能夠提高支承輥的耐磨性和使用壽命，使支承輥輥身表面具有良好的硬度與耐磨性，且輥身芯部與輥頸保持原有良好的綜合機械性能；同時改變了傳統大型寬厚板支承輥臺車爐不透燒整體加熱淬火的工藝方式，減少了回火次數，縮短了生產周期，降低了生產成本。
[0029]本發明解決了輥身長度為3500~4300mm寬厚板支承輥的生產制造難點，使輥身硬度以及淬硬層深度等技術要求均達到設計要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明:
[0031]圖1是本發明寬厚板支承輥的熱處理方法的示意圖。
【具體實施方式】[0032]如圖1所示，本發明寬厚板支承輥的熱處理方法，用于對輥身長度為3500~4300mm的支承輥工件輥身表面進行熱處理，包括如下步驟:
[0033]第一步，預熱；
[0034]將工件在300±10°C的溫度下保溫10~20小時，然后將工件以≤30°C /h的升溫速度預熱至500~600°C，進行保溫，保溫時間> 35小時，使工件內外溫度均勻；
[0035]支承輥工件在進行快速加熱之前必須進行整體預熱，以減少后續快速加熱所造成的輥身內外應力過大而開裂的現象，同時也能夠保證差溫加熱的升溫速度；預熱溫度以500~600°C為宜，預熱時間應能保證輥身內外溫差一致，使輥面截面完全進入塑性狀態，也能夠使鍛件有較好的差溫加熱效果；
[0036]第二步，差溫加熱；
[0037]將差溫爐在800~850°C的溫度下空燒≥4小時后，將預熱后的工件轉入差溫爐；
[0038]第一階段，通過強烈的輻射對流傳熱方式，以100~200°C /h的升溫速度使工件表面迅速升溫至1000~1050°C，進行保溫，保溫時間2~5小時；
[0039]第二階段，將工件以50~100°C /h的降溫速度緩冷降溫至900~950°C，進行保溫(保溫時間按實際輥身直徑、淬硬層深度綜合確定，一般為2~6小時，以避免輥面過熱)，使輥身表面一定深度范圍內材料完成奧氏體化；
[0040]本發明在工件轉入差溫爐之前，使爐體先800~850°C空燒，能夠保證后續功率升溫;
[0041]本發明通過高速燒嘴噴射火焰對輥身表面進行快速加熱，造成內外溫差，使工件表層獲得一定深度的奧氏體化層，而工件芯部仍維持在相變點以下。
[0042]第三步，噴霧淬火；
[0043]差溫加熱結束后，將工件出爐并轉至噴淬機進行噴霧淬火，并使噴淬機的四排噴嘴相對于工件的回轉中心圓周均布；
[0044]如表1所示，噴霧淬火的方法如下:
[0045]第一階段，開啟噴淬機的四排噴嘴，將水壓和氣壓均控制在0.20~0.35MPa，對工件進行噴霧冷卻20~40分鐘；
[0046]第二階段，開啟四排噴嘴，使處于斜對角的其中兩排噴嘴的水壓為0，氣壓為0.20~0.30MPa，另外兩排噴嘴(處于另一斜對角)的水壓和氣壓均控制在0.20~
0.30MPa，對工件進行噴霧冷卻20~40分鐘；
[0047]第三階段，開啟處于斜對角的兩排噴嘴(處于另一斜對角的兩排噴嘴保持關閉)，將其水壓和氣壓均控制在0.10~0.20MPa，對工件進行噴霧冷卻20~40分鐘；
[0048]第四階段，開啟處于斜對角的兩排噴嘴(處于另一斜對角的兩排噴嘴保持關閉)，將其水壓和氣壓均控制在0.05~0.lOMPa，對工件進行噴霧冷卻50~80分鐘；
【權利要求】
1.一種寬厚板支承輥的熱處理方法，其特征在于，用于對輥身長度為3500~4300mm的支承輥工件輥身表面進行熱處理，包括如下步驟: 第一步，預熱； 將工件在300±10°C的溫度下保溫10~20小時，然后將工件以≤300C /h的升溫速度預熱至500~600°C，進行保溫，保溫時間≥35小時； 第二步，差溫加熱； 先將差溫爐在800~850°C的溫度下空燒≥4小時后，將預熱后的工件轉入差溫爐； 再將工件以100~200°C /h的升溫速度迅速升溫至1000~1050°C，進行保溫，保溫時間2~5小時； 然后將工件以50~100°C /h的降溫速度降溫至900~950°C，進行保溫，保溫時間為2~6小時； 第三步，噴霧淬火； 差溫加熱結束后，將工件出爐并轉至噴淬機進行噴霧淬火； 第四步，回火； 噴霧淬火結束后，將工件進爐回火，將工件在300±10°C的溫度下保溫10~20小時； 然后以≤200C /h的升溫速度升溫至550~600°C，進行保溫，保溫時間80~120小時，實現回火； 回火結束后，以≤20°C /h的降溫速度降溫至300 ± I (TC，再以≤I (TC /h的降溫速度降溫至≤150°C后，出爐空冷。
2.根據權利要求1所述的寬厚板支承輥的熱處理方法，其特征在于，所述第三步噴霧淬火的方法如下: 第一階段，開啟噴淬機的四排噴嘴，將水壓和氣壓均控制在0.20~0.35MPa，對工件進行噴霧冷卻20~40分鐘； 第二階段，開啟四排噴嘴，使處于斜對角的其中兩排噴嘴的水壓為0，氣壓為0.20~0.30MPa，另外兩排噴嘴的水壓和氣壓均控制在0.20~0.30MPa，對工件進行噴霧冷卻20~40分鐘； 第三階段，開啟處于斜對角的兩排噴嘴，將其水壓和氣壓均控制在0.10~0.20MPa，對工件進行噴霧冷卻20~40分鐘； 第四階段，開啟處于斜對角的兩排噴嘴，將其水壓和氣壓均控制在0.05~0.1OMPaJi工件進行噴霧冷卻50~80分鐘。
【文檔編號】C21D9/36GK103572033SQ201210279076
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月7日 優先權日:2012年8月7日
【發明者】陸寅松, 彭星偉, 胡志強 申請人:上海重型機器廠有限公司