本发明涉及一种55nicrmov7辊道辊的热处理方法，属于轧辊热处理技术领域。
背景技术：
随着钢厂连铸连轧和宽厚板生产项目不断增多，对大型超长辊子的辊道辊制造技术提出了更高要求。辊道辊在炼钢连铸生产中一台轧机需48件，消耗高，其使用寿命和质量对提高产品质量和生产能力有着直接影响。在高速载荷运行中，辊道辊与高温板坯接触，氧化和氧化皮等固体颗粒导致辊面磨损，需要停机和卸辊进行修复，另外，在重载荷下的滚动接触疲劳和高频率大负荷循环应力作用下，诱发疲劳裂纹并不断延伸扩展，最终导致局部剥落或严重剥落，无法正常使用。
为提高辊面的耐磨性、抗疲劳和抗裂性，提高辊面使用寿命，现在对辊道辊材质选用55nicrmov7热作模具钢，并且要求辊身硬度hrc46-52，淬硬层深10mm，还需要在辊颈端面分布多个丝孔冷却。
按照传统工艺，55nicrmov7热作模具钢件采取整体淬火，辊身辊颈一起淬火，但淬火后辊颈端面丝孔不宜加工；若先进行钻孔攻丝后整体淬火丝孔会变形或开裂，影响辊道辊精度。且整体加热淬火时油冷硬度低，污染环境，油污需要清理，操作人员劳动强度大，淬火油产生火灾隐患。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种55nicrmov7辊道辊的热处理方法，来解决上述技术问题，使辊道辊的耐磨性、使用性能得到提高，并且便于加工制作。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种55nicrmov7辊道辊的热处理方法，包括以下工艺步骤，
1）、感应预热：将轧辊在淬火机床进行感应加热，加热到500～700℃整个辊身预热完毕；
2）、感应加热：将预热后的轧辊加热到840～940℃充分奥氏体化，保温；
3）、预冷：将轧辊预冷至760～810℃；
4）、水冷却：将预冷后的轧辊进行水冷至40～110℃；
5）、中温回火：将轧辊加热至300～480℃，保温15～25h，空冷。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤1和步骤2中是将轧辊在中频淬火机床上进行加热的，感应频率为200-1000hz。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤4中使用喷水器对轧辊进行冷却，喷水器水压4～6mpa水量60～160m3/h。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤3中的预冷是在空气中冷却。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤5的回火中使用热风循环回火炉。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤1和步骤2中采用30～100mm/分钟运行速度对轧辊的辊身进行循环感应预热以及感应加热。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤2中的保温时间为3～8min。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：
本发明中先进行感应预热再进行感应加热，能够确保对辊道辊感应加热的充分、均匀和一致，从而保证辊道辊淬硬层深度及硬度均匀性。
本发明采用感应淬火机床能够控制辊身的加热部位，能够在淬火过程中控制感应淬火机床减少对于辊道辊的辊颈端面的淬火影响，便于在辊颈端面进行丝孔加工，尤其适合于辊道辊的整体加工生产。
本发明中的冷却过程采用了空气中的预冷以及水冷相结合的方式，能够防止该辊道辊出现裂纹，减少应力的产生，提高产品的成品率以及产品质量。
本发明的淬火方法采用热风循环回火炉进行回火处理，能够提高加热效率提高热量的利用率。
本发明的热处理方法生产的辊道辊在使用中耐磨性良好，抗事故性提高，耐腐蚀性高，使用寿命延长，使用成本降低，综合使用性能好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明：
本发明公开了一种55nicrmov7辊道辊的热处理方法，该辊道辊的材质是选用55nicrmov7热作模具钢，同时设计了淬火方法来使其满足使用性能。下面是具体的实施例：
一种55nicrmov7辊道辊的热处理方法，包括以下工艺步骤，
1）、感应预热：将轧辊在淬火机床进行感应加热，加热到500～700℃整个辊身预热完毕；该步骤中使用的淬火机床为中频淬火机床，采用30～100mm/分钟运行速度，沿辊身做往复直线运动，对轧辊的辊身进行循环感应预热，感应频率为200-1000hz。
2）、感应加热：将预热后的轧辊加热到840～940℃充分奥氏体化，保温一段时间，具体的保温时间为3～8min。该步骤仍然在第一步中的中频淬火机床上进行感应加热，采用30～100mm/分钟运行速度，沿辊身做往复直线运动，对轧辊的辊身进行循环感应加热，感应频率为200-1000hz。
3）、预冷：将轧辊预冷至760～810℃；预冷通常是在空气中冷却。
4）、水冷却：将预冷后的轧辊进行水冷至40～110℃；该步骤具体的是使用喷水器对轧辊进行冷却，喷水器水压4～6mpa水量60～160m3/h。
5）、中温回火：将轧辊加热至300～480℃，保温15～25h，空冷。该步骤中的回火处理使用热风循环回火炉。
本发明中使用感应淬火机床加热代替台车炉，辊身感应淬火加热速度快，由水冷代替淬火油冷，并且回火采用中温回火能够确保淬火质量稳定，辊道辊淬火应力降低，使用性能提高，达到节能减排要求。
本发明采用感应淬火机床能够控制辊身的加热部位，能够在淬火过程中控制感应淬火机床减少对于辊道辊的辊颈端面的淬火影响，便于在辊颈端面进行丝孔加工。
本发明针对于55nicrmov7的材质特性，结合辊道辊对于辊面的耐磨性、抗疲劳和抗裂性的性能要求，设计了淬火方法，其中的加热温度以及保温时间的工艺参数的设计，能够保证55nicrmov7的材质达到辊道辊的使用要求。本发明中的感应预热和感应加热的设计能够保证辊道辊加热的充分、均匀和一致。本发明中的冷却过程采用了空气中的预冷以及水冷相结合的方式，能够防止该辊道辊出现裂纹，减少应力的产生，提高产品质量。
本发明中感应加热过程中，感应线圈加热速度以及感应频率的设计能够保证不会对辊道辊发生过度加热造成损伤，同时还能够确保能够在规定的合适时间内将轧辊加热至指定温度。在选择感应线圈加热速度以及感应频率时，辊道辊的直径越大感应线圈加热速度越慢，确保辊道辊辊身一定深度能够被加热；感应频率越小防止过热。
实施例1
55nicrmov7辊道辊直径为273mm，长度为500mm。下面是淬火的工艺步骤：
1）、感应预热：将轧辊在中频淬火机床上进行感应加热，感应加热过程中采用75mm/分钟运行速度，沿辊身做往复直线运动，对轧辊的辊身进行循环感应预热，感应频率为750hz。感应预热加热到500℃，完成整个辊身的预热。
2）、感应加热：继续使用中频淬火机床进行感应加热，感应加热过程中采用75mm/分钟运行速度，沿辊身做往复直线运动，对轧辊的辊身进行循环感应加热，感应频率为830hz。将轧辊加热到850℃充分奥氏体化，保温6min。
3）、预冷：将轧辊在空气中冷却至780℃。
4）、水冷却：将预冷后的轧辊用喷水器对辊身进行喷水冷却，水冷至50℃。喷水器水压控制为4mpa，水量控制为60m3/h。
5）、中温回火：将轧辊使用热风循环回火炉加热至300℃，保温15h，然后空冷至室温，完成回火处理。整个热处理过程完毕。
对经过热处理的轧辊进行检测，产品的辊身淬火硬度为hrc49、淬硬层深10mm，硬度均匀性及变形量等达到了设计要求。检测金相组织正常，淬火应力为压应力，符合使用要求。
实施例2
55nicrmov7辊道辊直径为205mm，长度为600mm。下面是淬火的工艺步骤：
1）、感应预热：将轧辊在中频淬火机床上进行感应加热，感应加热过程中采用55mm/分钟运行速度，沿辊身做往复直线运动，对轧辊的辊身进行循环感应预热，感应频率为530hz。感应预热加热到580℃，完成整个辊身的预热。
2）、感应加热：继续使用中频淬火机床进行感应加热，感应加热过程中采用52mm/分钟运行速度，沿辊身做往复直线运动，对轧辊的辊身进行循环感应预热，感应频率为560hz。将轧辊加热到880℃充分奥氏体化，保温5.5min。
3）、预冷：将轧辊在空气中冷却至765℃。
4）、水冷却：将预冷后的轧辊用喷水器对进行喷水冷却，水冷至65℃。喷水器水压控制为4.5mpa，水量控制为78m3/h。
5）、中温回火：将轧辊使用热风循环回火炉加热至396℃，保温18.5h，然后空冷至室温，完成回火处理。整个热处理过程完毕。
对经过热处理的轧辊进行检测，产品的辊身淬火硬度为hrc49、淬硬层深11mm，硬度均匀性及变形量等达到了设计要求。检测金相组织正常，淬火应力为压应力，符合使用要求。
实施例3
55nicrmov7辊道辊直径为255mm，长度为1000mm。下面是淬火的工艺步骤：
1）、感应预热：将轧辊在中频淬火机床上进行感应加热，感应加热过程中采用30mm/分钟运行速度，沿辊身做往复直线运动，对轧辊的辊身进行循环感应预热，感应频率为200hz。感应预热加热到700℃，完成整个辊身的预热。
2）、感应加热：继续使用中频淬火机床进行感应加热，感应加热过程中采用30mm/分钟运行速度，沿辊身做往复直线运动，对轧辊的辊身进行循环感应预热，感应频率为200hz。将轧辊加热到940℃充分奥氏体化，保温4.5min。
3）、预冷：将轧辊在空气中冷却至810℃。
4）、水冷却：将预冷后的轧辊用喷水器对辊身进行喷水冷却，水冷至110℃。喷水器水压控制为6mpa，水量控制为160m3/h。
5）、中温回火：将轧辊使用热风循环回火炉加热至425℃，保温25h，然后空冷至室温，完成回火处理。整个热处理过程完毕。
对经过热处理的轧辊进行检测，产品的辊身淬火硬度为hrc50、淬硬层深10.6mm，硬度均匀性也变形量等达到了设计要求。检测金相组织正常，淬火应力为压应力，符合使用要求。
实施例4
55nicrmov7辊道辊直径为155mm，长度为800mm。下面是淬火的工艺步骤：
1）、感应预热：将轧辊在中频淬火机床上进行感应加热，感应加热过程中采用35mm/分钟运行速度，沿辊身做往复直线运动，对轧辊的辊身进行循环感应预热，感应频率为230hz。感应预热加热到680℃，完成整个辊身的预热。
2）、感应加热：继续使用中频淬火机床进行感应加热，感应加热过程中采用30mm/分钟运行速度，沿辊身做往复直线运动，对轧辊的辊身进行感应加热，感应频率为260hz。将轧辊加热到920℃充分奥氏体化，保温5.5min。
3）、预冷：将轧辊在空气中冷却至795℃。
4）、水冷却：将预冷后的轧辊用喷水器对进行喷水冷却，水冷至100℃。喷水器水压控制为4.5mpa，水量控制为150m3/h。
5）、中温回火：将轧辊使用热风循环回火炉加热至450℃，保温23.5h，然后空冷至室温，完成回火处理。整个热处理过程完毕。
对经过热处理的轧辊进行检测，产品的辊身淬火硬度为hrc46、淬硬层深12.3mm，硬度均匀性也变形量等达到了设计要求。检测金相组织正常，淬火应力为压应力，符合使用要求。
实施例5
55nicrmov7辊道辊直径为303mm，长度为650mm。下面是淬火的工艺步骤：
1）、感应预热：将轧辊在中频淬火机床上进行感应加热，感应加热过程中采用100mm/分钟运行速度，沿辊身做往复直线运动，对轧辊的辊身进行循环感应预热，感应频率为1000hz。感应预热至加热到680℃，完成整个辊身的预热。
2）、感应加热：继续使用中频淬火机床进行感应加热，感应加热过程中采用100mm/分钟运行速度，沿辊身做往复直线运动，对轧辊的辊身进行感应加热，感应频率为1000hz。将轧辊加热到868℃充分奥氏体化，保温6min。
3）、预冷：将轧辊在空气中冷却至776℃。
4）、水冷却：将预冷后的轧辊用喷水器对进行喷水冷却，水冷至40℃。喷水器水压控制为5mpa，水量控制为132m3/h。
5）、中温回火：将轧辊使用热风循环回火炉加热至390℃，保温17.5h，然后空冷至室温，完成回火处理。整个热处理过程完毕。
对经过热处理的轧辊进行检测，产品的辊身淬火硬度为hrc50、淬硬层深10.4mm，硬度均匀性及变形量等达到了设计要求。检测金相组织正常，淬火应力为压应力，符合使用要求。
实施例6
55nicrmov7辊道辊直径为183mm，长度为530mm。下面是淬火的工艺步骤：
1）、感应预热：将轧辊在中频淬火机床上进行感应加热，感应加热过程中采用78mm/分钟运行速度，沿辊身做往复直线运动，对轧辊的辊身进行循环感应预热，感应频率为520hz。感应预热至加热到840℃，完成整个辊身的预热。
2）、感应加热：继续使用中频淬火机床进行感应加热，感应加热过程中采用100mm/分钟运行速度，沿辊身做往复直线运动，对轧辊的辊身进行感应加热，感应频率为1000hz。将轧辊加热到868℃充分奥氏体化，保温6min。
3）、预冷：将轧辊在空气中冷却至776℃。
4）、水冷却：将预冷后的轧辊用喷水器对进行喷水冷却，水冷至40℃。喷水器水压控制为5mpa，水量控制为122m3/h。
5）、中温回火：将轧辊使用热风循环回火炉加热至480℃，保温17.5h，然后空冷至室温，完成回火处理。整个热处理过程完毕。
对经过热处理的轧辊进行检测，产品的辊身淬火硬度为hrc50、淬硬层深10.4mm，硬度均匀性及变形量等达到了设计要求。检测金相组织正常，淬火应力为压应力，符合使用要求。
上述各辊道辊在使用中耐磨性良好，抗事故性提高，耐腐蚀性高，使用寿命延长，使用成本降低，综合使用性能好。
本发明的热处理方法，热处理操作人员劳动强度降低，省去拆包辊颈和清理油污的劳动时间，能够实现节能减排、安全环保热处理。该热处理方法生产质量稳定，生产效率提高。本发明能耗低，生产成本低。
本发明采用新型的感应淬火方法，淬火质量稳定，淬火应力降低，淬火硬度高而均匀，较常规整体加热操作简单，安全。