鋁合金軋機(jī)工作軋輥的表淬和調(diào)質(zhì)聯(lián)合熱處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱處理技術(shù)，尤其是一種4200mm以上寬厚鋁合金乳機(jī)工作乳輥的表 淬和調(diào)質(zhì)聯(lián)合熱處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖1為4200mm以上寬厚板鋁合金乳機(jī)工作乳輥的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0003] 公知的：圖1所示的鋁合金乳機(jī)工作乳輥技術(shù)要求一般為：
[0004] 輥身12表面工作層很高硬度、良好的耐磨性；其他區(qū)域相比輥身12有較低硬度、 良好的綜合機(jī)械性能強(qiáng)度和柔韌性的恰當(dāng)配合。輥身12的工作層13多25_，輥身12的表 面硬度HS70-75 ;輥頸11的表面硬度HS35-50。
[0005] ⑴常規(guī)工作乳輥的熱處理工藝流程：
[0006] 鍛后熱處理一粗加工一預(yù)備熱處理滿足輥頸技術(shù)要求一半精加工一輥身感應(yīng)淬 火熱處理滿足輥身技術(shù)要求一精加工。
[0007] ⑵常規(guī)的熱處理工藝方法存在的主要問(wèn)題：
[0008] 由于4200mm以上寬厚板鋁合金乳機(jī)工作乳輥的體積大、重量重精加工重量超過(guò) 40噸，直徑大超過(guò)1000mm，常規(guī)感應(yīng)淬火熱處理技術(shù)存在如下問(wèn)題：
[0009] ①國(guó)內(nèi)無(wú)處理如此大噸位級(jí)別和輪廓尺寸的工作輥的感應(yīng)淬火設(shè)備。
[0010] ②感應(yīng)淬火的有效硬化層深度不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的25mm以上。
[0011] 所以用常規(guī)熱處理方法不能生產(chǎn)合格產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠克服常規(guī)工藝方法的設(shè)備限制，同時(shí) 滿足輥身和輥頸的不同表面硬度要求，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的鋁合金乳機(jī)工作乳輥的表淬和調(diào) 質(zhì)聯(lián)合熱處理工藝。
[0013] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：鋁合金乳機(jī)工作乳輥的表淬和調(diào)質(zhì) 聯(lián)合熱處理工藝，包括以下步驟：
[0014] A、將乳輥放入井式爐內(nèi)進(jìn)行快速加熱，加熱溫度950~1050°C ;
[0015] B、加熱完成后，保溫1~2小時(shí)，將乳輥放入淬火冷卻槽中整體沒(méi)入淬火介質(zhì)中， 淬火冷卻；
[0016] C、淬火冷卻后，將乳輥放入井式爐內(nèi)進(jìn)行整體回火，回火溫度460~560°C ;
[0017] D、將乳輥的輥身包扎陶纖毯，然后放入臺(tái)車爐內(nèi)進(jìn)行分區(qū)回火，輥身的回火溫度 彡560 °C，輥頸的回火溫度560~650 °C。
[0018] 進(jìn)一步的，步驟B中乳輥保溫1~2小時(shí)后，首先水淬5~20分鐘，然后油淬150~ 250分鐘；
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所述的鋁合金乳機(jī)工作乳輥的表淬和調(diào)質(zhì)聯(lián)合熱處 理工藝，利用常規(guī)井式和臺(tái)車式熱處理爐，克服感應(yīng)淬火設(shè)備能力的局限，實(shí)現(xiàn)表面淬火和 調(diào)質(zhì)的聯(lián)合熱處理；同時(shí)對(duì)輥身用陶纖包扎保護(hù)后，實(shí)現(xiàn)分區(qū)、分時(shí)回火，同時(shí)滿足輥身和 輥頸不同硬度（機(jī)械性能）要求，能生產(chǎn)出滿足設(shè)計(jì)要求的合格產(chǎn)品；減少了設(shè)備投入，降 低了生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是4200mm以上寬厚板鋁合金乳機(jī)工作乳輥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中乳輥淬火快速加熱示意圖；
[0022] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中乳輥淬火冷卻示意圖；
[0023] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中乳輥臺(tái)車爐分區(qū)回火示意圖；
[0024] 圖中標(biāo)示：1_乳輥，11-輥頸，12-輥身，13-工作層，2-井式爐，3-淬火冷卻槽， 4-淬火介質(zhì)，5-臺(tái)車爐，6-陶纖毯。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0026] 本發(fā)明所述的鋁合金乳機(jī)工作乳輥的表淬和調(diào)質(zhì)聯(lián)合熱處理工藝，包括以下步 驟：
[0027] A、將乳輥1放入井式爐2內(nèi)進(jìn)行快速加熱，加熱溫度950~1050°C ;
[0028] B、加熱完成后，保溫1~2小時(shí)，將乳輥放入淬火冷卻槽3中整體沒(méi)入淬火介質(zhì)4 中，淬火冷卻；
[0029] C、淬火冷卻后，將乳輥1放入井式爐2內(nèi)進(jìn)行整體回火，回火溫度460~560°C ;
[0030] D、將乳輥1的輥身12包扎陶纖毯6,然后放入臺(tái)車爐5內(nèi)進(jìn)行分區(qū)回火，輥身12 的回火溫度< 560°C，輥頸11的回火溫度560~650°C。
[0031] 在步驟A中，將乳輥放入井式爐2內(nèi)進(jìn)行快速加熱，加熱溫度950~1050°C ;從而 使得乳輥1能夠快速達(dá)到淬火的溫度。
[0032] 在步驟B中，加熱完成后，保溫1~2小時(shí)，將乳輥放入淬火冷卻槽3中整體沒(méi)入 淬火介質(zhì)4中，淬火冷卻；從而使得乳輥1中的冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬 氏體或貝氏體組織。
[0033] 在步驟C中，淬火冷卻后，將乳輥1放入井式爐2內(nèi)進(jìn)行整體回火，回火溫度460~ 560°C ;對(duì)乳輥1進(jìn)行整體回火，從而提高輥身12的表面硬度，滿足輥身表面硬度的工藝要 求。
[0034] 在步驟D中，將乳輥1的輥身12包扎陶纖毯6,然后放入臺(tái)車爐5內(nèi)進(jìn)行分區(qū)回 火，輥身12的回火溫度< 560°C，輥頸11的回火溫度560~650°C。通過(guò)對(duì)輥身12包扎陶 纖毯6進(jìn)行保護(hù)加熱，對(duì)乳輥1進(jìn)行二次回火，從而實(shí)現(xiàn)輥身12和輥頸11的不同回火溫度， 滿足輥頸1硬度機(jī)械性能要求。
[0035] 綜上所述的本發(fā)明所述的鋁合金乳機(jī)工作乳輥的表淬和調(diào)質(zhì)聯(lián)合熱處理工藝，利 用常規(guī)井式和臺(tái)車式熱處理爐，克服感應(yīng)淬火設(shè)備能力的局限，實(shí)現(xiàn)表面淬火和調(diào)質(zhì)的聯(lián) 合熱處理；同時(shí)對(duì)輥身12用陶纖毯6包扎保護(hù)后，實(shí)現(xiàn)分區(qū)、分時(shí)回火，同時(shí)滿足輥身12和 輥頸11不同硬度機(jī)械性能要求，能生產(chǎn)出滿足設(shè)計(jì)要求的合格產(chǎn)品；減少了設(shè)備投入，降 低了生產(chǎn)成本。
[0036] 具體的在步驟B中的淬火介質(zhì)4為水淬和油淬；首先水淬5~20分鐘，然后油淬 150~250分鐘；有效減少馬氏體轉(zhuǎn)變的內(nèi)應(yīng)力，減小工件變形開(kāi)裂的傾向。
[0037] 實(shí)施例1
[0038] 1、將乳輥1放入井式爐2內(nèi)進(jìn)行快速加熱，加熱溫度950°C ;
[0039] 2、加熱完成后，保溫1~2小時(shí)，將乳輥放入淬火冷卻槽3中整體沒(méi)入淬火介質(zhì)4 中，淬火冷卻；所述淬火介質(zhì)4為水淬和油淬；首先水淬5~20分鐘，然后油淬150~250 分鐘；
[0040] 3、淬火冷卻后，將乳輥1放入井式爐2內(nèi)進(jìn)行整體回火，回火溫度460°C ;
[0041] 4、將乳輥1的輥身12包扎陶纖毯6,然后放入臺(tái)車爐5內(nèi)進(jìn)行分區(qū)回火，輥身12 的回火溫度< 460°C，輥頸11的回火溫度650°C。
[0042] 實(shí)施例2
[0043] 1、將乳輥1放入井式爐2內(nèi)進(jìn)行快速加熱，加熱溫度1000°C ;
[0044] 2、加熱完成后，保溫1~2小時(shí)，將乳輥放入淬火冷卻槽3中整體沒(méi)入淬火介質(zhì)4 中，淬火冷卻；所述淬火介質(zhì)4為水淬和油淬；首先水淬5~20分鐘，然后油淬150~250 分鐘；
[0045] 3、淬火冷卻后，將乳輥1放入井式爐2內(nèi)進(jìn)行整體回火，回火溫度500°C ;
[0046] 4、將乳輥1的輥身12包扎陶纖毯6,然后放入臺(tái)車爐5內(nèi)進(jìn)行分區(qū)回火，輥身12 的回火溫度< 500°C，輥頸11的回火溫度600°C。
[0047] 實(shí)施例3
[0048] 1、將乳輥1放入井式爐2內(nèi)進(jìn)行快速加熱，加熱溫度1050°C ;
[0049] 2、加熱完成后，保溫1~2小時(shí)，將乳輥放入淬火冷卻槽3中整體沒(méi)入淬火介質(zhì)4 中，淬火冷卻；所述淬火介質(zhì)4為水淬和油淬；首先水淬5~20分鐘，然后油淬150~250 分鐘；
[0050] 3、淬火冷卻后，將乳輥1放入井式爐2內(nèi)進(jìn)行整體回火，回火溫度560°C ;
[0051] 4、將乳輥1的輥身12包扎陶纖毯6,然后放入臺(tái)車爐5內(nèi)進(jìn)行分區(qū)回火，輥身12 的回火溫度< 560°C，輥頸11的回火溫度560°C。
[0052] 對(duì)比例1
[0053] 1、將乳輥1放入井式爐2內(nèi)進(jìn)行快速加熱，加熱溫度900°C ;
[0054] 2、加熱完成后，保溫1~2小時(shí)，將乳輥放入淬火冷卻槽3中整體沒(méi)入淬火介質(zhì)4 中，淬火冷卻；首先水淬5~20分鐘，然后油淬150~250分鐘；
[0055] 3、淬火冷卻后，將乳輥1放入井式爐2內(nèi)進(jìn)行整體回火，回火溫度400°C ;
[0056] 4、將乳輥1的輥身12包扎陶纖毯6,然后放入臺(tái)車爐5內(nèi)進(jìn)行分區(qū)回火，輥身12 的回火溫度< 400°C，輥頸11的回火溫度550°C。
[0057] 對(duì)比例2
[0058] 1、將乳輥1放入井式爐2內(nèi)進(jìn)行快速加熱，加熱溫度IlOOcC ;
[0059] 2、加熱完成后，保溫1~2小時(shí)，將乳輥放入淬火冷卻槽3中整體沒(méi)入淬火介質(zhì)4 中，淬火冷卻；所述淬火介質(zhì)4為水淬和油淬；首先水淬5~20分鐘，然后油淬150~250 分鐘；
[0060] 3、淬火冷卻后，將乳輥1放入井式爐2內(nèi)進(jìn)行整體回火，回火溫度600°C ;
[0061] 4、將乳輥1的輥身12包扎陶纖毯6,然后放入臺(tái)車爐5內(nèi)進(jìn)行分區(qū)回火，輥身12 的回火溫度< 600°C，輥頸11的回火溫度700°C。
[0062] 通過(guò)上述實(shí)施例和對(duì)比例，得到表1。
[0063] 表 1
[0065] 從上述表1中可以看出當(dāng)：
[0066] 加熱溫度為950~1050°C;整體回火溫度為460~560°C;分區(qū)回火，輥身12的回 火溫度< 560°C，輥頸11的回火溫度560~650°C時(shí)最終得到的乳輥其棍身工作層13厚度 彡25mm，棍身表面硬度為70~75HSD，輥頸表面硬度為35~50HSD ;符合工藝要求。
[0067] 綜上所述采用被發(fā)明所述的鋁合金乳機(jī)工作乳輥的表淬和調(diào)質(zhì)聯(lián)合熱處理工藝， 利用常規(guī)井式和臺(tái)車式熱處理爐，克服感應(yīng)淬火設(shè)備能力的局限，實(shí)現(xiàn)表面淬火和調(diào)質(zhì)的 聯(lián)合熱處理；同時(shí)對(duì)輥身12用陶纖包扎保護(hù)后，實(shí)現(xiàn)分區(qū)、分時(shí)回火，同時(shí)滿足輥身12和輥 頸11不同硬度（機(jī)械性能）要求，能生產(chǎn)出滿足設(shè)計(jì)要求的合格產(chǎn)品；減少了設(shè)備投入，降 低了生產(chǎn)成本。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 鋁合金乳機(jī)工作乳輥的表淬和調(diào)質(zhì)聯(lián)合熱處理工藝，其特征在于包括以下步驟： A、 將乳輥（1)放入井式爐（2)內(nèi)進(jìn)行快速加熱，加熱溫度950~1050°C; B、 加熱完成后，保溫1~2小時(shí)，將乳輥放入淬火冷卻槽（3)中整體沒(méi)入淬火介質(zhì)（4) 中，淬火冷卻； C、 淬火冷卻后，將乳輥（1)放入井式爐（2)內(nèi)進(jìn)行整體回火，回火溫度460~560°C; D、 將乳輥（1)的輥身（12)包扎陶纖毯（6)，然后放入臺(tái)車爐（5)內(nèi)進(jìn)行分區(qū)回火，輥身 (12)的回火溫度彡560°C，輥頸（11)的回火溫度560~650°C。2. 如權(quán)利要求1所述的鋁合金乳機(jī)工作乳輥的表淬和調(diào)質(zhì)聯(lián)合熱處理工藝，其特征在 于：步驟B中乳輥（1)保溫1~2小時(shí)后，首先水淬5~20分鐘，然后油淬150~250分 鐘。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種能夠滿足輥身和輥頸的不同表面硬度要求的鋁合金軋機(jī)工作軋輥的表淬和調(diào)質(zhì)聯(lián)合熱處理工藝。該工藝包括步驟：A、將軋輥放入井式爐內(nèi)進(jìn)行快速加熱，加熱溫度950～1050℃；B、加熱完成后，將軋輥放入淬火冷卻槽中整體沒(méi)入淬火介質(zhì)中，淬火冷卻；C、淬火冷卻后，將軋輥放入井式爐內(nèi)進(jìn)行整體回火，回火溫度460～560℃；D、將軋輥的輥身包扎陶纖毯，然后放入臺(tái)車爐內(nèi)進(jìn)行分區(qū)回火，輥身的回火溫度≤560℃，輥頸的回火溫度560～650℃。采用該工藝能夠克服常規(guī)工藝方法的設(shè)備限制，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，減少設(shè)備投入，降低生產(chǎn)成本。
【IPC分類】C21D1/25, C21D9/38, C21D1/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105385832
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510988803
【發(fā)明人】陳先毅, 李勇
【申請(qǐng)人】二重集團(tuán)（德陽(yáng)）重型裝備股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月24日