[发明专利]合金半钢轧辊的喷雾淬火工艺

说明书

技术领域

本发明涉及合金半钢轧辊的热处理工艺，尤其涉及合金半钢轧辊的喷雾淬火工艺。

背景技术

合金半钢轧辊含碳量通常波动在1.4-2.3%范围内，机械性能处于钢、铁之间。这种轧辊具有硬度降落小，耐磨损性能高等特点，广泛应用于代替铸钢轧辊和普通低合金铸铁轧辊，用于型钢轧机粗轧和中轧机架、热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊。

合金半钢轧辊脱模后，大多要经过诸如高温扩散退火、球化退火、正火和回火热处理；或者在球化退火后，对轧辊辊身工作层进行快速加热充分奥氏体化后，随即进行喷雾淬火的差温处理。以此保证轧辊辊身和辊颈及辊身芯部都具有不同的使用性能。采用上述热处理工艺制度处理后的合金半钢轧辊，辊身基体组织为细珠光体，在基体组织内除含有少量的小块状的伪共晶碳化物外，还均匀分布有大量颗粒状的二次碳化物和呈棒状或细条状的先共析碳化物的魏氏组织。

现有的喷雾淬火工艺存在两点问题，第一会消除或降低合金半钢轧辊辊身基体组织中的渗碳体型魏氏组织，而对于用于热轧带钢连轧机精轧前段的合金半钢工作辊，当减少轧辊辊身工作层基体组织中细条状或棒状先共析碳化物型魏氏组织时，不仅使轧辊的耐磨性明显降低，而且将导致发生钢带与辊身表面的粘结现象，随着钢带与辊身表面的粘结，又必然使辊身该部位表面发生热裂纹，从而加大了辊身的修磨量，使轧辊的使用寿命降低；第二喷雾淬火的冷却速度虽然优于油冷和水冷，但冷却速度还是不够快，辊身表面力学性能不够好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的合金半钢轧辊喷雾淬火工艺存在的弊端，提供一种合金半钢轧辊的喷雾淬火工艺。

本发明的技术方案是：合金半钢轧辊的喷雾淬火工艺，它包括以下步骤：将合金半钢轧辊加热至600-620℃，向辊身喷洒蓖麻油和无水乙醇的混合液，在喷洒过程中以20-30r/min的速度顺时针旋转辊身，保温4-6h后停止旋转辊身以50-60℃/h升温至730-750℃，保温7-10h后以10-15r/min的速度逆时针旋转辊身，通过压缩气体吹到与其呈10-30°的水柱上形成雾化的水和风冲刷辊身表面30-40min，炉冷至150℃。

上述方案中所述压缩气体的风速为2-4m/s，吹风时间为4-6min。

上述方案中所述水柱的流量为2-4l/min，压缩气体与水柱的流量比为3：1-5:1。

上述方案的改进是所述压缩气体内包含有重水蒸汽和干冰颗粒，所述重水蒸汽、干冰颗粒和压缩空气的质量比为1:0.5:100-150，所述干冰颗粒的粒径为0.2-0.4mm。

本发明的有益效果是经过上述处理保留一定的合金半钢轧辊辊身基体组织中的渗碳体型魏氏组织，提高轧辊的耐磨性，避免钢带与辊身表面的粘结；压缩气体加入重水蒸汽和干冰颗粒加快轧辊的表面冷却速度，提高辊身的力学性能指标。

具体实施方式

本发明包括以下步骤：将合金半钢轧辊加热至600-620℃，向辊身喷洒蓖麻油和无水乙醇的混合液，在喷洒过程中以20-30r/min的速度顺时针旋转辊身，保温4-6h后停止旋转辊身以50-60℃/h升温至730-750℃，保温7-10h后以10-15r/min的速度逆时针旋转辊身，通过压缩气体吹到与其呈10-30°的水柱上形成雾化的水和风冲刷辊身表面30-40min，炉冷至150℃。

在喷雾之前喷洒蓖麻油和无水乙醇的混合液可以在辊身表面形成一层保护性油膜，提高燃烧效率，达到较低的炉内温度就能满足对辊身表面的高温处理效果。

实施例1：合金半钢轧辊的喷雾淬火工艺，它包括以下步骤：将合金半钢轧辊加热至600℃，向辊身喷洒蓖麻油和无水乙醇的混合液，在喷洒过程中以20r/min的速度顺时针旋转辊身，保温4h后停止旋转辊身以50℃/h升温至730℃，保温7h后以10r/min的速度逆时针旋转辊身，通过压缩气体吹到与其呈10°的水柱上形成雾化的水和风冲刷辊身表面30min，炉冷至150℃。

实施例2：合金半钢轧辊的喷雾淬火工艺，它包括以下步骤：将合金半钢轧辊加热至610℃，向辊身喷洒蓖麻油和无水乙醇的混合液，在喷洒过程中以25r/min的速度顺时针旋转辊身，保温5h后停止旋转辊身以55℃/h升温至740℃，保温8h后以12r/min的速度逆时针旋转辊身，通过压缩气体吹到与其呈20°的水柱上形成雾化的水和风冲刷辊身表面35min，炉冷至150℃。