[发明专利]一种支承辊预备热处理方法

说明书

技术领域

本发明属于材料热处理方法，具体涉及一种Cr3、Cr4、Cr5材料的支承辊预备热处理方法，也适用于要求高硬度、耐磨性强的机械设备。

背景技术

大型锻钢支承辊是现代轧钢设备的核心功能部件，主要承受工作辊或中间辊的轧制负荷，而大型锻钢支承辊的预备热处理是整个支承辊生产过程中的关键工序，既要满足辊颈硬度技术要求，又要保证辊颈有足够的综合力学性能，满足支承辊使用工况的要求。目前，对大型锻钢支承辊的热处理包括预备热处理和最终热处理两个阶段，预备热处理主要目的： 满足辊颈硬度技术要求，又保证辊颈有足够的综合力学性能，例如：技术要求硬度35-55HSD；机械性能Rm≧800MPa；最终热处理的主要目的：支承辊抗断裂能力和抗冲击能力得到改善，辊身表层区得耐磨性和抗剥落性得到提高；目前预备热处理方法均为以油为介质调质，而油调质其成本高，对环境污染大，不仅有损劳动者的身心健康，而且油调质无法对支承辊各档硬度进行控制，只能得到整体一致的硬度，无法满足现代轧机自动化、高精度、高轧制速度等方向对支承辊综合机械性能的发展要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种支承辊预备热处理方法，将支承辊整体同时加热，对辊身辊颈采用分阶段喷雾冷却的淬火方式，这种方式即能很好的控制辊身辊颈各项性能，避免了用油为调质介质的不足；又能节能、环保，降低生产成本。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案包括：

一种支承辊预备热处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

  （1）对支承辊进行倒角；

  （2）对支承辊进行淬火处理：在350℃～400℃保温5～11小时，再进行600℃～650℃保温11～24小时，再860℃～970℃保温15～36小时，出炉，以水为调质介质，采用分区域、分阶段喷雾冷却系统进行分阶段喷雾冷却；

  （3）冷却后，进行300℃～400℃保温11～24小时，再560℃～650℃保温37～75小时，炉冷至200℃，再空冷至室温。

作为本发明中所设计喷雾冷却系统的优选实施方式：所述喷雾冷却系统包括对称分布的左、右喷嘴组，每喷嘴组至少包括一排喷嘴，并采用托辊装置旋转支承辊，并使整个喷雾系统可进行上下左右移动，增强了冷却过程各部位温度调节的均匀性，有效改善辊身组织的一致性。

作为本发明的进一步改进：上述步骤（2）中所述分区域、分阶段喷雾冷却系统具体为：根据直径的粗细将支承辊分为若干区域，转动支承辊，先开启整排喷嘴对支承辊进行整体喷雾，喷雾冷却至最小直径区域温度低于300℃时，关闭最小直径区域对应的喷嘴；继续对其它区域喷雾，至第二小直径区域温度低于300℃时，关闭其对应区域喷嘴；继续对其它区域喷雾，按照直径粗细逐步关闭各阶段对应喷雾，最后至最大直径区域温度低于300℃时，关闭其对应区域喷嘴，即所有喷嘴关闭。本发明对压辊淬火处理时各档硬度进行分段严格控制，根据不同要求达到标准，避免资源浪费，节能降耗。

作为本发明的进一步改进：步骤（2）的具体操作内容为：转动支承辊，转动线速度5-50m/min；调整喷嘴距辊身表面距离为300-800mm；在第一阶段时，喷雾系统水压与风压均为80-100KPa，喷雾喷头全开，对轧辊进行全覆盖，喷雾冷却20-60分钟，当支承辊辊颈最小直径区的温度低于300℃时，关闭支承辊辊颈最小直径区对应的喷雾冷却喷头；在第二阶段时，喷雾系统水压与风压均为50-80KPa，支承辊辊颈最小直径区对应喷雾冷却喷头关闭后，其他区域继续进行喷雾冷却，喷雾冷却20-60分钟，当支承辊辊颈第二小直径区温度低于300℃时，关闭支承辊辊颈第二小直径区对应喷雾冷却喷头；在第三阶段时，喷雾系统水压与风压均为50-80KPa，支承辊辊颈第二小直径区对应喷雾冷却喷头关闭后，其它区域继续进行喷雾冷却，喷雾冷却10-40分钟，当支承辊辊颈第三小直径区温度低于300℃时，关闭支承辊辊颈第三小直径区喷雾冷却喷头；在第四阶段时，喷雾系统水压与风压均为50-80KPa，支承辊辊颈第三小直径区对应喷雾冷却喷头关闭后，只对支承辊辊身继续进行喷雾冷却，喷雾冷却10-40分钟，当支承辊辊身的温度低于300℃时，关闭支承辊辊身对应喷头；根据不同需求完成加工。

作为本发明的进一步改进：上述步骤（1）中的倒角具体操作为：采用高精度数控车床，进刀量控制在0.5mm-5mm，对支承辊进行车加工倒圆角。采用此种设备及参数，可有效避免因车加工设备及参数选择不当，而导致产品出现环裂现象，甚至出现断裂，从而造成重大损失的问题。