[发明专利]基于排气淬火工艺的9Cr2Mo矫直辊热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及矫直辊加工技术领域，更具体地说，涉及一种基于排气淬火工艺的9Cr2Mo矫直辊热处理方法。

背景技术

矫直机是对型材、棒材进行矫直加工的机械设备，其矫直辊是关键部件。对于大型矫直辊而言，其直径较大，外表面要求有较高的硬度，心部需要保持较好的韧性，因此，如何进行矫直辊的热处理，成为生产加工时的关键技术。

对于目前的矫直辊而言，无论辊径大小，为了提高其综合性能，需要进行整体淬火。对于不同的材料及矫直辊的具体应用，会适当的选用水淬或油淬。对于油淬，不适于表面硬度要求较高的矫直辊；对于水淬，由于其冷却过于激烈，对于一些材料很容易开裂。但目前无论使用哪种整体淬火方式，都存在端面或者整体开裂的问题，特别是在磨削阶段，表面会存在环状裂纹，该裂纹通过磨削也难以消除，只能进行表面修复。而对于开裂较为严重的工件，直接报废，导致产品合格率极低。

进过探索分析发现，如果要有较好的性能，矫直辊内孔和端面不能进行直接淬火，特别是在内孔和端面的连接处，一旦接触到淬火介质，便会在连接处形成集中应力，后期时效处理时，很容易开裂。因此，问题的关键在于如何对矫直辊的内孔和端面进行淬火保护。

经过检索发现，现有技术中中存在相关的解决方案，如专利申请号：ZL 200610106957.X，授权公告日：2009年7月8日，该专利方案公开了一种9Gr2Mo矫直辊的双液淬火工艺方法，其通过在矫直辊内孔与工装的间隙处填充黄土来防止淬火介质进入内孔内，并用压板把端面和内孔盖住，先利用水淬快速冷却，防止奥氏体分解，然后再在油浴中进行淬火，减小淬火变形，防止开裂。

这种在矫直辊内孔填充其他物质以防止介质进入的方法在目前已较为常用，对于防止变形和开裂具有一定的效果。但在回火时内部填充物会影响回火温度，需要在回火前把填充物去除，工序繁琐。但如果不添加填充物，又难以有效避免淬火介质对淬火效果的影响，导致加工工序与加工效果相矛盾。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中矫直辊在经过淬火后易出现裂纹的不足，提供了一种基于排气淬火工艺的9Cr2Mo矫直辊热处理方法，本发明在预热后进行排气处理，使辊身中心孔内产生负压，淬火介质无法进入端面和中心孔中，淬火后辊身外部硬度高，内部韧性好，有效的避免了裂纹的产生。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本实施例的一种基于排气淬火工艺的9Cr2Mo矫直辊热处理方法，矫直辊毛坯所含组分及其重量百分比为：C：0.8～0.9％、Si：0.20～0.30％、Mn：0.22～0.38％、Cr：1.8～2.2％、Mo：0.35～0.42％、P≤0.02、S≤0.02，其余为铁和不可避免杂质；该材质经过锻造和机加工成型后进行热处理，在热处理过程中利用淬火工装进行淬火保护，其处理工艺为：

1)把机加工成型后的辊身套入淬火工装的吊杆，在辊身上端设置上压板和胀气圈，并在相邻两部件间填充高温棉，通过压紧螺母把辊身的两端密封；在吊杆上端安装吊钩，把辊身吊入加热炉；

2)随炉升温至580～650℃，保温1～3小时；

3)把辊身吊出，旋松压紧螺母进行排气，然后拧紧压紧螺母，将辊身吊入加热炉继续加热；其排气过程为：

a、把辊身吊出后，旋松压紧螺母；

b、缓慢转动上压板，中心孔内高压气体排出；

c、再次旋紧压紧螺母，然后把辊身吊入加热炉内继续加热；

4)加热至860～900℃，保温3～5小时，然后吊出辊身进行淬火处理；

5)步骤4)的淬火完成后进行2～3次回火处理。

进一步地，所述淬火工装的吊杆下端连接有挡板，吊杆上套装有下压板，使用时，下压板的两侧均填充有高温棉；吊杆中上部设置有外螺纹，上压板和胀气圈均套装在吊杆上，压紧螺母与吊杆螺纹连接，在上压板和胀气圈的上下两侧及胀气圈内腔均填充高温棉。

进一步地，所述压紧螺母的侧壁开设有卡口，该卡口沿压紧螺母径向对称分布。

进一步地，所述上压板上设置有拉杆或拉环，用于提起上压板排气。

进一步地，所述吊杆上端设置有内螺纹，用于连接吊钩。

进一步地，步骤3)中的排气过程在10分钟内完成。

进一步地，步骤4)中的淬火处理过程为：辊身从加热炉吊出后放入冷却水中，2～5分钟后吊起，在空气中冷却2～6分钟再放入冷却水中，如此反复3～5次；然后把辊身吊入油液中进行冷却。