专利名称：一种支承辊预热处理方法
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材料的支承棍预热处理方法，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 ;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，提供一种支承辊预热处理方法，将支承辊整体同时加热，对辊身辊颈采用喷雾分阶段冷却的淬火方式，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°C 400°C保温5 11小时，再进行600°C 650°C保温11 24小时，再860°C 970°C保温15 36小时，出炉，以水为调质介质，采用喷雾冷却系统进行分阶段喷雾冷却；
(3)冷却后，进行300°C 400°C保温11 24小时，再560°C 650°C保温37 75小时，炉冷至200°C，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)中所述分阶段喷雾冷却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°C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°C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°C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上述步骤(I)中的倒角具体操作为采用高精度数控车床，进刀量控制在O. 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。本发明中所涉及支承辊材料为Cr3、Cr4或Cr5。本发明中，对于直径大于1650mm的支承辊，所述每喷嘴组包括上、下两排喷嘴并同时开启。本发明克服了现有生产1650mm以上的支承辊的两大难题由于支承辊的长度扩大导致现油淬火场地无法使用的问题；由于支承辊的长度对辊身各处温度均衡性控制的 问题；本发明因地制宜，对于直径较大的辊身，开启上下两层喷嘴，当辊身直径较小时，则只需采用一层喷嘴即可，节省物力，节约成本，更加环保可行。为了提高工作效率，以及满足对支承辊各处温度均衡性的控制，所述支承辊的转动线速度5_50m/min。本发明将Cr3、Cr4、Cr5材料的支承辊进行倒角，再采用喷雾冷却技术进行预热淬火处理，最后保温一端时间后冷却至室温，不仅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；而且本发明不仅适用于支承辊预热处理方法，也可应用于于要求高硬度、耐磨性强的机械设备。本发明的有益效果是改善以油为介质调质时,成本高,对环境污染大,有损劳动者身心健康等问题。采用该预热热处理后，可对支承辊各档硬度进行控制，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。
图I表示本发明加热方法参数图。图2表示喷雾冷却逐步控制示意图。图3表示本发明后支承辊表面硬度图。图4表示本发明后支承辊剥层硬度图。图5表示本发明后支承辊表面金相图。图6表示本发明后支承辊距表面15mm处金相图。附图中I-支承辊辊颈区、2-支承辊辊颈区、3-支承辊辊颈区、4-支承辊辊身④区、5为托辊装置、6为喷嘴。
具体实施例方式为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。本发明首先用高精度数控车床对Cr3、Cr4、Cr5材料的支承辊进行倒圆角，进刀量控制在O. 5-5_，可取得较好的效果，避免出现环裂及断裂现象；参见附图I所示再将整个支承辊进行加热，以每小时30°C 50°C加热到350°C 400°C，保温5 11小时，再以每小时30°C 80°C加热到600°C 650°C，保温11 16小时，再以每小时30°C 80°C加热到860°C 970°C保温15 24小时，出炉，以水为调质介质，采用喷雾冷却系统进行分段冷却；至冷却后再进行整体加热，以每小时30°C 80°C加热到300°C 400°C，保温11 24小时，再以每小时30°C 80°C加热到560°C 650°C，保温37 75小时，再炉冷至200°C，
然后空冷至室温。参见附图2 :预备热处理喷雾分段冷却方法参数
权利要求
1.一种支承辊预热处理方法，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°C 400°C保温5 11小时，再进行600°C 650°C保温11 24小时，再860°C 970°C保温15 36小时，出炉，以水为调质介质，采用喷雾冷却系统进行分阶段喷雾冷却； (3)冷却后，进行300°C 400°C保温11 24小时，再560°C 650°C保温37 75小时，炉冷至200°C，再空冷至室温。
2.根据权利要求I所述的一种支承辊预热处理方法，其特征在于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，并采用托辊装置使整个喷雾系统可进行上下左右移动。
3.根据权利要求I所述的一种支承辊预热处理方法，其特征在于步骤(2)中所述分阶段喷雾冷却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°C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°C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°C时，关闭其对应区域喷嘴，即所有喷嘴关闭。
4.根据权利要求I所述的一种支承辊预热处理方法，其特征在于所述步骤I中的倒角具体操作为采用高精度数控车床，进刀量控制在O. 5mm-5mm，对支承辊进行车加工倒圆角。
5.根据权利要求I所述的一种支承辊预热处理方法，其特征在于所述支承辊选用Cr3、Cr4、Cr5材料制成。
6.根据权利要求2所述的一种支承辊预热处理方法，其特征在于对于直径大于1650mm的支承辊，所述每喷嘴组包括上、下两排喷嘴并同时开启。
7.根据权利要求3所述的一种支承辊预热处理方法，其特征在于所述支承辊的转动线速度 5_50m/min。
全文摘要
本发明涉及一种支承辊预热处理方法，包括对Cr3、Cr4、Cr5材料的支承辊进行倒角，再淬火处理，最后保温一段时间后冷却至200℃再至室温。其中淬火处理时采用喷雾冷却系统进行分阶段喷雾冷却，不仅满足了辊颈硬度技术要求，又保证辊颈有足够的综合力学性能。适用于支承辊预热处理方法，也可应用于于要求高硬度、耐磨性强的机械设备。本发明具有成本低、环保高效、应用广泛、方法合理等优点。
文档编号C21D1/667GK102925656SQ20121047764
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者陈伟, 章大健, 王文明, 王惕, 胡现龙, 孙文忠 申请人:宝钢集团常州轧辊制造公司