专利名称：圈圆淬火辊的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种薄壁淬火辊的生产工艺，特别是一种用于冷薄板镀锌 工艺线中的圈圆淬火辊的生产工艺。
背景技术：
机械加工领域中圈圆淬火辊都为纯进口，原因在于圈圆淬火辊在加工 中存在两个技术难点， 一是焊接部位易开裂，二是淬火后薄壁易发生变形, 这两个技术难点目前在世界范围内都没有很好的解决方案。现在只有德国 和日本能生产，但是这两个国家在生产过程中成品率很低，也都在进行新 工艺的研制。我国从国外进口的话，成本相当高，上世纪九十年代，宝钢 曾组织上海重型机械厂、齐齐哈尔第一重型机械厂、陕西压延厂等大型企 业都曾试制此项目，但均未获成功。国内曾有用锻件进行生产的，但成本 过高，而且硬度均匀性差而最终达不到要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是解决圈圆淬火辊在加工中存在的技术难 点，焊接部位易开裂，淬火后薄壁易发生变形，提供一种圈圆淬火辊的生 产工艺，使之焊接部位不开裂，淬火后薄壁不发生变形，大幅的提高了圈 圆淬火辊成品的合格率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是1、 一种圈圆淬火辊的生 产工艺，其特征是具有如下工艺过程a、圈圆将45#钢板加热后进行圈
圆；b、焊接对圈圆后的钢板先进行预热，再在圈圆后的结合处对内结合 面和外结合面分别进行悍接，外结合面处采用氩弧焊焊接；c、回圆对圈 圆焊接后的圈圆淬火辊进行回圆处理；d、淬火前准备在经过回圆处理的 圈圆淬火辊的两端车加工淬火变形部；e、淬火对圈圆淬火辊进行淬火处
理；f、回火对经淬火处理后的圈圆淬火辊进行回火处理；g、成型对回 火处理后的圈圆淬火辊车加工至要求尺寸。
进一步的，各个过程的具体情况如下
所述步骤a中，将45弁钢板加热到850'C后进行圈圆，此温度既解决了 45#钢板开裂的问题并起到正火作用，为淬火处理创造有利条件。
所述步骤b中，将圈圆后的钢板预热到35(TC，在钢板结合处对内结合 面采用埋弧焊焊接，可以选用10Mn2焊丝作为其焊接材料进行焊接，保证 了圈圆淬火辊内焊缝处具有足够的强度；外结合面处采用含碳量为 0.47%~0.70%的碳钢或含碳量为0.48% 0.70%的锰钢或含碳量为 0.37%~0.54%的铬钢作为氩弧焊的焊接材料进行焊接，为了使圈圆淬火辊在 后续工艺中焊缝与母材钢板的硬度可以达到一致， 一般可以选用以下牌号 中的任一种焊丝作为其焊接材料50、 60、 65、 50Mn、 60 Mn、 65 Mn、 40Cr、 50Cr、 60Cr。
所述步骤c中回圆处理是把圈圆焊接后的圈圆淬火辊立即进炉，从 35(TC加热到650'C后保温2小时，出炉进行回圆处理，再进炉在65(TC保 持2小时后随炉冷却到200°C,再次出炉自然冷却。
所述步骤d中的淬火变形部形状为端部为圆柱体，后部为锥度为 1° -3°的锥形体，后部锥形体小端直径与端部圆柱体直径相同，后部锥形
体的大端直径与圈圆淬火辊中部圆柱体直径相同。
所述步骤e中淬火处理是采用中频淬火，淬火温度为92(TC，感应圈的 移动速度为110mm/min，同时喷水冷却。
所述步骤f中回火处理是将圈圆淬火辊在电炉内加热到270°C，保持3 个小时后出炉自然冷却。
所述步骤g中，成型处理是对回火处理后的圈圆淬火辊车加工至要求 尺寸。
本发明采用氩弧焊焊接，较之一般使用的手工焊接，电弧热量集中， 焊接速度快，热影响区较窄，在与母材45#钢板焊接时焊件变形小，焊缝抗 裂能力强、质量好，解决了圈圆淬火辊焊接部位易开裂的问题，采用含碳 量为0.47%~0.70%的碳钢或含碳量为0.48%~0.70%的锰钢或含碳量为 0.37%~0.54%的铬钢作为氩弧焊的悍接材料，其中碳钢和锰钢中含碳量较之 母材45#钢的含碳量略高，是考虑到焊接过程中焊损的存在，为了使最终焊 缝的硬度和母材钢板硬度一致，所以要采用含碳量略高的碳钢和锰钢；采 用铬钢作焊丝时，因为铬钢中的铬可以增加焊缝的硬度，所以铬钢中含碳 量可以低于母材钢板的含碳量，焊接后焊缝硬度达到HRC48 53，总之，圈 圆淬火辊的焊缝硬度在后续的加工过程中要和母材钢板硬度达到一致，使 得圈圆淬火辊表面硬度均匀，同时，焊接后焊缝的机械性能和母材钢板机 械性能也基本相同，表面颜色相同，达到了外形上的统一，由此可知，采 用氩弧焊焊接同时使用以上焊接材料，更好的保障了圈圆淬火辊焊接部位 不易开裂。
本发明的有益效果是用氩弧焊悍接钢板外结合面处，焊缝抗裂能力强、质量好，很好的解决了圈圆淬火辊焊接部位易开裂的问题；在圈圆焊 接后的圈圆淬火辊两端车加工淬火变形部，解决了淬火后薄壁易发生变形 的问题，大幅的提高了圈圆淬火辊成品的合格率，填补了国内在这个技术 方面的空白，使得成本大大降低，具有很好的市场前景。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图l中(a)是圈圆淬火辊淬火前示意图；(b)是原理上圈圆淬火辊在 淬火后发生的薄壁变形图2中(a)是本发明解决薄壁变形这一难题所采用的淬火前准备示意 图，在圈圆淬火辊的两端车加工淬火变形部；
图2中(b)是本发明在回火后得到了半成品示意图2中(c)是本发明按照要求尺寸加工后得到的成品示意图2中(d)是淬火变形部的局部放大图。
具体实施例方式
以下是本发明在规定了具体尺寸下的实施例
一种圈圆淬火辊的生产工艺，具有如下工艺过程
a、 圈圆采用壁厚为35mm的45#钢板加热到85(TC后进行圈圆，使 其外圈直径为01512.5mm;
b、 焊接将圈圆后的钢板预热到350°C，在钢板圈圆后的结合处对内 结合面和外结合面分别进行焊接，内结合面采用埋弧焊焊接，可以选用 10Mn2焊丝作为其焊接材料进行焊接；外结合面处采用氩弧焊焊接，采用 含碳量为0.47%~0.70%的碳钢或含碳量为0.48%~0.70%的锰钢或含碳量为
0.37%~0.54%的铬钢作为氩弧焊的焊接材料， 一般可以选用以下牌号中的任 一种焊丝作为其焊接材料50、 60、 65、 50Mn、 60 Mn、 65 Mn、 40Cr、 50 Cr、 60Cr。
c、 回圆把圈圆焊接后的圈圆淬火辊立即进炉，从350。C加热到65(TC 后保温2小时，出炉进行回圆处理，再进炉在65(TC保持2小时后随炉冷却 到20(TC，再次出炉自然冷却。
d、 淬火前准备在经过回圆处理的圈圆淬火辊的两端车加工淬火变形 部，淬火变形部形状为端部为外径是①1508 mm、长度为40 mm的圆柱 体，后部为外径从①1512.5mm到①1508 mm，长度为150 mm，锥度为1.72 °的锥形体，后部锥形体小端直径与端部圆柱体直径相同，后部锥形体的 大端直径与圈圆淬火辊中部圆柱体直径相同。
e、 淬火对圈圆淬火辊进行淬火处理，具体是采用中频淬火，淬火温 度为92(TC，感应圈的移动速度为110mm/min，同时喷水冷却。
f、 回火对经淬火处理后的圈圆淬火辊进行回火处理，具体是将圈圆 淬火辊在电炉内加热到270°C ，保持3个小时后出炉自然冷却。；
g、 成型对回火处理后的圈圆淬火辊车加工至要求尺寸，要求尺寸是 刚体壁厚20mm，外圈直径为①1500mm。
图1是原理上圈圆淬火辊在淬火前后发生的薄壁变形图，是圈圆淬火 辊在加工中存在一大技术难点。
图2 (a)是本发明解决薄壁变形这一难题所采用的在圈圆淬火辊的两 端车加工淬火变形部，(d)是淬火变形部的局部放大图，采用了此种方案， 以致圈圆淬火辊在淬火后发生变形，大致变成所需的形状，如图(b)，最 后经过成型加工，得到所需的尺寸，如图(C)。
权利要求
1、一种圈圆淬火辊的生产工艺，其特征是具有如下工艺过程a、圈圆将45#钢板加热后进行圈圆；b、焊接对圈圆后的钢板先进行预热，再在圈圆后的结合处对内结合面和外结合面分别进行焊接，外结合面处采用氩弧焊焊接；c、回圆对圈圆焊接后的圈圆淬火辊进行回圆处理；d、淬火前准备在经过回圆处理的圈圆淬火辊的两端车加工淬火变形部；e、淬火对圈圆淬火辊进行淬火处理；f、回火对经淬火处理后的圈圆淬火辊进行回火处理；g、成型对回火处理后的圈圆淬火辊车加工至要求尺寸。
2、 根据权利要求1所述的圈圆淬火辊的生产工艺，其特征在于所述步骤 a中，将45弁钢板加热到85(TC后进行圈圆。
3、 根据权利要求1所述的圈圆淬火辊的生产工艺，其特征在于所述步骤b中，将圈圆后的钢板预热到35(TC，在结合处对内结合面采用埋弧焊悍接；外 结合面处采用含碳量为0.47% 0.70%的碳钢或含碳量为0.48%~0.70%的锰钢或 含碳量为0.37%~0.54%的铬钢作为氩弧焊的焊接材料进行焊接。
4、 根据权利要求3所述的圈圆淬火辊的生产工艺，其特征在于所述内结 合面采用埋弧焊焊接可选用10Mn2焊丝作为其焊接材料。
5、 根据权利要求3所述的圈圆淬火辊的生产工艺，其特征在于所述的氩 弧焊焊接可以选用以下牌号中的任一种焊丝作为其焊接材料50、 60、 65、 50Mn、 60Mn、 65Mn、 40Cr、 50 Cr、 60 Cr。
6、 根据权利要求1所述的圈圆淬火辊的生产工艺，其特征在于所述步骤c中回圆处理是把圈圆焊接后的圈圆淬火辊立即进炉，从35(TC加热到650'C后保温2小时，出炉进行回圆处理，再进炉在65(TC保持2小时后随炉冷却到200°C， 再次出炉自然冷却。
7、 根据权利要求1所述的圈圆淬火辊的生产工艺，其特征在于所述步骤 d中的淬火变形部形状为端部为圆柱体，后部为锥度为1° -3°的锥形体，后部锥形体小端直径与端部圆柱体直径相同，后部锥形体的大端直径与圈圆淬火辊 中部圆柱体直径相同。
8、 根据权利要求1所述的圈圆淬火辊的生产工艺，其特征在于所述步骤 e中淬火处理是采用中频淬火，淬火温度为920°C，感应圈的移动速度为 110mm/min，同时喷水7令却。
9、 根据权利要求1所述的圈圆淬火辊的生产工艺，其特征在于所述步骤 f中回火处理是将圈圆淬火辊在电炉内加热到270°C，保持3个小时后出炉自然 冷却。
10、 根据权利要求l所述的圈圆淬火辊的生产工艺，其特征在于所述步骤 g中，成型处理是对回火处理后的圈圆淬火辊车加工至要求尺寸。
全文摘要
本发明涉及一种薄壁淬火辊的生产工艺，特别是一种用于冷薄板镀锌工艺线中的圈圆淬火辊的生产工艺，具有如下工艺过程a.圈圆；b.焊接对圈圆后的钢板先进行预热，再在圈圆后的结合处对内结合面和外结合面分别进行焊接，外结合面处采用氩弧焊焊接；c.回圆；d.淬火前准备在经过回圆处理的圈圆淬火辊的两端车加工淬火变形部；e.淬火；f.回火；g.成型对回火处理后的圈圆淬火辊车加工至要求尺寸。本发明成功地解决了圈圆淬火辊在加工中存在的两个技术难点，焊接部位易开裂和淬火后薄壁易发生变形的问题，大幅的提高了圈圆淬火辊成品的合格率，降低了成本。
文档编号B23P15/00GK101168226SQ200710190530
公开日2008年4月30日 申请日期2007年11月30日 优先权日2007年11月30日
发明者刘青锋 申请人:刘青锋