多硬度辊子同步热处理工艺的制作方法

本发明涉及金属材料热处理技术领域，具体涉及一种辊子的热处理工艺，特别是同一辊子上要求有多种硬度存在的热处理工艺。

背景技术：

辊子作为机械部件，在工业生产中应用广泛，因属于易损部件要定期更换，用量较大。辊子包括轧辊、托辊、矫直辊等，它们共同特点是辊身硬度较高，辊颈硬度低，辊身与辊颈连接部位要求平缓过度的适中硬度，这样就给热处理带来了不少难题，通常要经过至少三道热处理来实现，1）将辊子整体在炉窑中加热至一定温度，然后整体淬火；2）回火；3）两端辊颈局部退火。然而步骤3中一般是对辊子两端用于连接的部位进行退火，退火通常采用感应圈加热退火或盐浴炉加热退火，感应圈加热退火只能在端部径向加热，加热时间较长容易造成邻近部位的辊颈退火，出现辊颈硬度不足；盐浴炉加热退火能耗高、污染大，操作过程难以控制，且质量不稳定，造成频繁返工，有的在使用过程中甚至出现断颈现象。因此设计出既能在同一热处理工件上实现不同部位的不同硬度，不同硬度又能在同一热处理过程同步完成，且热处理过程稳定可控的一种热处理工艺是解决上述问题的关键。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多硬度辊子同步热处理工艺，它通过控制喷淬机上的喷水嘴的喷水量达到控制不同硬度，通过局部包覆的方法进行局部正火，解决了同一工件在同一热处理过程中实现不同硬度的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案实施，一种多硬度辊子同步热处理工艺，采用辊子在同一道热处理过程中进行分区域淬火和局部位置包覆正火，实现辊子在同一热处理过程中没有包覆的区域淬火和包覆的区域正火，再经过第二道热处理工艺回火，实现两道热处理完成；

具体步骤为：

（1）测水压：辊子在喷淬机上冷试喷水，并测定水压，不同区域实现所需硬度的喷水量；

（2）包覆：将辊子两端即装配端用不锈钢薄板包覆行成包覆层；

（3）加热：包覆后的辊子装入箱式热处理炉中整体加热，达到设定温度；

（4）保温：保温时间依据钢铁件热处理经验公式：t=a·k·h估算（t为保温时间，a为保温系数，k为装炉系数，h为零件有效厚度）；

（5）淬火及正火：保温结束后对辊子身段、过渡部、辊颈、装配端同步进行淬火和正火，首先将辊子水平吊出并放在喷淬机托辊上，启动托辊带动辊子转动，托辊的转速制调节在25r/min-35r/min之间，对辊子身段、辊颈及辊子身段与辊颈之间的过度段进行淬火，启动水泵喷水，将辊子身段对应位置的喷水嘴全开，辊颈段对应位置喷水嘴开1/2-1/4，喷水水压最初控制在1.5kg/cm²-2.5kg/cm²之间，喷水时间1min-5min，然后水压减到0.5kg/cm²-1kg/cm²，喷水总时间5min-80min，辊子两端的装配端5正火；

（6）回火：再将经过上术过程的辊子进行回火，喷淬结束后辊子装回火炉中回火，回火炉内设有搅拌风机，回火温度在150℃-450℃之间，回火时间在24h-168h之间；

步骤（2）中不锈钢薄板包覆层是两层或两层以上；

所述装配端是用于制作扁头、键槽或螺纹孔的位置。

本发明淬火硬度易控制，辊身无软点，辊身、辊颈均可满足不同硬度要求，且辊身与辊径过度部位硬度过度平缓，不易断颈。

附图说明

附图1为本发明的主视结构示意图；

附图2为附图1中的a向视图；

在附图1中：1为辊子身段、2为过渡段、3为辊颈、4为包覆层、5为装配端、6为托辊、7为喷水嘴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步解释说明：

（1）测水压：辊子在喷淬机上冷试喷水，并测定水压，不同区域实现所需硬度的喷水量；（2）包覆：将辊子两端即装配端5（用于制作扁头、键槽或螺纹孔的位置）用不锈钢薄板包覆行成包覆层4，（3）加热：包覆后的辊子装入箱式热处理炉中整体加热，达到设定温度，（4）保温：保温时间依据钢铁件热处理经验公式：t=a·k·h估算（t为保温时间，a为保温系数，k为装炉系数，h为零件有效厚度），（5）淬火及正火：保温结束后对辊子身段1、过渡部2、辊颈3、装配端5同步进行淬火和正火，如附图所示，首先将辊子水平吊出并放在喷淬机托辊6上，启动托辊6带动辊子转动，托辊6的转速制调节在25r/min-35r/min之间，对辊子身段1、辊颈3及辊子身段1与辊颈3之间的过度段2进行淬火，启动水泵喷水，将辊子身段1对应位置的喷水嘴全开，辊颈3对应位置喷水嘴开1/2-1/4，喷水水压最初控制在1.5kg/cm²-2.5kg/cm²之间，喷水时间1min-5min，然后水压减到0.5kg/cm²-1kg/cm²，喷水总时间5min-80min，辊子两端的装配端5正火，（6）回火：再将经过上术过程的辊子进行回火，喷淬结束后辊子装回火炉中回火，回火炉内设有搅拌风机，回火温度在150℃-450℃之间，回火时间在24h-168h之间。

采用辊子在同一道热处理过程中进行分区域淬火和局部位置包覆正火，实现辊子在同一热处理过程中没有包覆的区域淬火和包覆的区域正火，再经过第二道热处理工艺回火，实现两道热处理完成，达到原有经过三道热处理的效果，辊身无软点，辊身、辊颈均可满足不同硬度要求，且辊身与辊径过度部位硬度过度平缓，不易断颈。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种多硬度辊子同步热处理工艺。采用辊子在同一道热处理过程中进行分区域淬火和局部位置包覆正火，实现辊子在同一热处理过程中没有包覆的区域淬火和包覆的区域正火，再经过第二道热处理工艺回火，实现两道热处理完成，解决了传统工艺采用三道热处理的过程中能耗高、污染大，操作过程难以控制，质量不稳定，造成频繁返工，甚至出现断颈现象的问题。本发明淬火硬度易控制，辊身无软点，辊身、辊颈均可满足不同硬度要求，且辊身与辊径过度部位硬度过度平缓，不易断颈。

技术研发人员：张连华;王季;陈柏金;胡志清
受保护的技术使用者：中聚信海洋工程装备有限公司
技术研发日：2017.04.16
技术公布日：2017.07.04