托辊热处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种托辊热处理工艺，包括淬火处理步骤和回火步骤，所述淬火步骤包括顺序将坯料材质为40Cr的成型托辊进行的预热、保温和骤冷工序，所述骤冷为水冷和空冷相间的循环冷却方式；所述预热步骤为将托辊加热至630-650℃保温不少于5h；所述保温步骤为将上述预热步骤得到的热托辊移入炉温高于870℃的加热炉中加热至840-870℃保温不少于2h。以上工艺路线简单，通过采用水冷和空冷交替进行的骤冷方式，在达到热处理质量目标的情况下，替代了现有采用的油淬骤冷方式，以上工艺的改变不仅节约了淬火成本，同时减少了对油类淬火剂的依赖，即以上工艺的实现还有利于保护环境。
【专利说明】托辊热处理工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及混合机筒体装置支撑部件制造工艺领域，特别是涉及一种托辊热处理 工艺。
【背景技术】
[0002] 托辊装置是混合机筒体装置的支撑部件，承受整个筒体装置和筒体中物料的重量 以及筒体装置、物料在工作过程中的动载荷，上述载荷主要为压应力和摩擦力，这就要求托 辊需具有一定的强度、硬度和耐磨性。现有大型混合机上托辊的质量超过了 10T，一台混合 机上一般在进料口和出料口处各设置有一只托辊，托辊的制造质量将直接影响到混合机挡 辊、筒体以及滚圈等各部位的受力，直接影响上述部件的使用寿命甚至混合机的正常工作。
[0003] 现有技术中由于油淬冷却速度慢的特点，为防止在托辊表面上形成较大的内应 力，托辊一般采用油淬的淬火形式。然而用于油淬的淬火油受热后将产生大量的油烟，托辊 油淬中重达百吨或以上的淬火油的废弃或再生处理也为托辊热处理的成本和环境保护带 来诸多弊端。
【发明内容】
[0004] 针对上述用于油淬的淬火油受热后将产生大量的油烟，托辊油淬中重达百吨或以 上的淬火油的废弃或再生处理也为托辊热处理的成本和环境保护带来诸多弊端的问题，本 发明提供了一种托辊热处理工艺。
[0005] 针对上述问题，本发明提供的托辊热处理工艺通过以下技术要点来达到发明目 的：托辊热处理工艺，包括淬火处理步骤和回火步骤，所述淬火步骤包括顺序将坯料材质为 40Cr的成型托辊进行的预热、保温和骤冷工序，所述骤冷为水冷和空冷相间的循环冷却方 式； 所述预热步骤为将托辊加热至630-650°C保温不少于5h ; 所述保温步骤为将上述预热步骤得到的热托辊移入炉温高于870°C的加热炉中加热至 840-870°C保温不少于2h。
[0006] 具体的，设置的预热和保温工序为两个相互衔接紧密的工序，采用炉温高于托辊 加热温度上限的设置，可避免厚度较大的托辊表面发生严重氧化脱碳、晶粒粗大和易脆裂 的情况发生；采用先预热再在保温工序中快速升温至温度上限的工艺设计，由于预热温度 上限温度低，在进入加热炉后较快的温升，这样可使得托辊的表面氧化脱碳程度低；采用骤 冷步骤水冷和空冷循环的工步设计，在水冷过程中由于水汽对环境无污染，同时便于取材 的特点可使得托辊能够完全没入冷却水之中，较快的和表面均匀的冷却速度在使得托辊得 到表面冷翠的同时，也能够得到均匀的硬度分布，后续的空冷步骤降低了托辊的冷却速度， 能够有效的防止淬裂的情况发生。
[0007] 更进一步的技术方案为： 为均衡骤冷得到的表面硬度和累积的淬火应力的大小，使得托辊的表面硬度稳定 保持在50HRC左右，并且淬火应力不足以使得托辊上产生淬火裂纹，所述骤冷工序中每 个水冷工步托辊的温度降为60-80°C范围内的任意数值，每个空冷工序托辊的温度降为 15-30°C范围内间的任意数值。进一步的，为得到理想的回火效果，所述回火的回火温度为 580-620°C范围内的任意数值。
[0008] 本发明具有以下有益效果： 以上工艺路线简单，通过采用水冷和空冷交替进行的骤冷方式，在达到热处理质量目 标的情况下，替代了现有采用的油淬骤冷方式，以上工艺的改变不仅节约了淬火成本，同时 减少了对油类淬火剂的依赖，即以上工艺的实现还有利于保护环境。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下 实施例。
[0010] 实施例1 : 托辊热处理工艺，包括淬火处理步骤和回火步骤，所述淬火步骤包括顺序将坯料材质 为40Cr的成型托辊进行的预热、保温和骤冷工序，所述骤冷为水冷和空冷相间的循环冷却 方式； 所述预热步骤为将托辊加热至630-650°C保温不少于5h ; 所述保温步骤为将上述预热步骤得到的热托辊移入炉温高于870°C的加热炉中加热至 840-870°C保温不少于2h。 toon] 具体的，设置的预热和保温工序为两个相互衔接紧密的工序，采用炉温高于托辊 加热温度上限的设置，可避免厚度较大的托辊表面发生严重氧化脱碳、晶粒粗大和易脆裂 的情况发生；采用先预热再在保温工序中快速升温至温度上限的工艺设计，由于预热温度 上限温度低，在进入加热炉后较快的温升，这样可使得托辊的表面氧化脱碳程度低；采用骤 冷步骤水冷和空冷循环的工步设计，在水冷过程中由于水汽对环境无污染，同时便于取材 的特点可使得托辊能够完全没入冷却水之中，较快的和表面均匀的冷却速度在使得托辊得 到表面冷翠的同时，也能够得到均匀的硬度分布，后续的空冷步骤降低了托辊的冷却速度， 能够有效的防止淬裂的情况发生。
[0012] 实施例2: 本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：更进一步的技术方案为：为均衡骤冷得 到的表面硬度和累积的淬火应力的大小，使得托辊的表面硬度稳定保持在50HRC左右，并 且淬火应力不足以使得托辊上产生淬火裂纹，所述骤冷工序中每个水冷工步托辊的温度降 为60-80°C范围内的任意数值，每个空冷工序托辊的温度降为15-30°C范围内间的任意数 值。进一步的，为得到理想的回火效果，所述回火的回火温度为580-620°C范围内的任意数 值。
[0013] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本 发明的【具体实施方式】只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说， 在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1. 托辊热处理工艺，包括淬火处理步骤和回火步骤，其特征在于，所述淬火步骤包括顺 序将坯料材质为40Cr的成型托辊进行的预热、保温和骤冷工序，所述骤冷为水冷和空冷相 间的循环冷却方式； 所述预热步骤为将托辊加热至630-650°C保温不少于5h ; 所述保温步骤为将上述预热步骤得到的热托辊移入炉温高于870°C的加热炉中加热至 840-870°C保温不少于2h。
2. 根据权利要求1所述的托辊热处理工艺，其特征在于，所述骤冷工序中每个水冷工 步托辊的温度降为60-80°C范围内的任意数值，每个空冷工序托辊的温度降为15-30°C范 围内间的任意数值。
3. 根据权利要求1所述的托辊热处理工艺，其特征在于，所述回火的回火温度为 580-620°C范围内的任意数值。
【文档编号】C21D9/38GK104152641SQ201410402751
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月17日 优先权日:2014年8月17日
【发明者】吴光武 申请人:成都亨通兆业精密机械有限公司