一种提升铸轧辊套硬度均匀性的热处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械零件热处理技术领域，具体涉及一种提升铸乳辊套硬度均匀性的热处理方法。
【背景技术】
[0002]铸乳辊套通过冷却和乳制双重作用使铝液在短时间内形成铝板，该铝板一部分作为冷乳铝箔的原材料，另一部分直接作为成品使用，无论哪一种用途，板面质量的高低都决定了产品的价值，而辊套硬度的均匀性是质量好坏的一个重要影响因素，越来越多的厂家都在追求高硬度均匀性的辊套。当前市场上厂家根据辊套的用途不同对硬度均匀性的要求在20?40HB，但随着近几年铝产品生产的快速发展，铝板质量的优劣越来越受到关注，个别厂家提出希望将辊套硬度均匀性控制在15HB之内。
[0003]决定辊套硬度均匀性的工艺为热处理工艺，当前铸乳辊套采用的多为箱式炉的调质+回火工艺，该工艺的生产模式是将辊套放入炉内整体加热，在淬火温度以上保温一段时间后进行水淬或油淬，再在回火炉内保温。但是按照此工艺生产后，采用布氏硬度计检测辊套硬度均匀性较差，最大值与最小值之差为30HB左右，部分超长产品甚至达到40HB ;
另外上述调质方式是在箱式炉生产，40?60吨的加热炉一般可以装4?6件，每件的单重在1?2吨，装炉率约为20%，与实心产品的70%?80%差距很大，直接影响了整体的生产成本，经测算，此类铸乳辊套热处理平均成本高达3700元每吨。
【发明内容】
[0004]本发明需要解决的技术问题是提供一种提升铸乳辊套硬度均匀性的热处理方法，将铸乳辊套硬度最大值与最小值之差降低到15 HB以下，同时降低热处理的能耗；同时提供一种用于本发明进行的热处理方法所用的吊装工具，使辊套在热处理时垂直固定并且不影响感应线圈的感应加热。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
一种提升铸乳辊套硬度均匀性的热处理方法，包括将铸乳辊套进行预热、淬火及回火处理，其特征在于:铸乳辊套的预热和淬火都是通过感应线圈感应方式加热，并依据铸乳辊套的厚度调整淬火时间。
[0006]本发明技术方案的进一步改进在于:铸乳辊套Cr3材质，其进行感应淬火温度为900?940°C，线圈相对铸乳辊套轴向的移动速度为100?150mm/min。
[0007]本发明技术方案的进一步改进在于:铸乳辊套进行感应预热温度为700?750°C，线圈相对铸乳辊套轴向的移动速度为80?120mm/min。
[0008]本发明技术方案的进一步改进在于:铸乳辊套的感应淬火的加热时间为每10mm辊套的壁厚加热2min。
[0009]本发明技术方案的进一步改进在于:铸乳辊套在回火炉内通过热电偶直接测量辊套(5)的温度，控制回火温度为568?572°C，保温时间10h。
[0010]本发明技术方案的进一步改进在于:铸乳辊套热处理时，用吊装工具从辊套内部支撑起辊套，使辊套垂直起吊。
[0011]本发明技术方案的进一步改进在于:所述吊装工具包括外径小于辊套内径的圆环状吊装体，在吊装体内的支撑上对称焊接四个吊钩，在吊装体边缘均匀分布四组支撑体，所述支撑体为带螺纹的圆柱状结构，并从内向外穿过吊装体通过与吊装体的螺纹配合调整支撑体向外凸出的长度大小。
[0012]由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是:
本发明采用感应线圈进行热处理的加热，生产出的铸乳辊套硬度均匀性高、热处理能耗小，与传统炉内整体加热的热处理方法生产出的铸乳辊套硬度最大值与最小值之差在30HB以上相比，其硬度均匀性控制在15 HB以内，并且热处理能耗降低20%以上；
本发明根据工件的厚度选用合适的线圈移动速度，保证透热深度和表面温度的均匀性，为了能够进行感应热处理，制作合适的吊装工具，采用本发明的吊装工具可以在实施本发明的热处理方法时使铸乳辊套保持垂直固定。
【附图说明】
[0013]图1是本发明热处理时的设备立体示意图；
图2是本发明中吊装工具俯视结构示意图。
[0014]其中:1、吊装体，2、支撑体，3、吊钩，4、吊装工具，5、辊套，6、感应线圈。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，对Cr3材质的铸乳辊套5热处理时，用吊装工具4从内部将辊套5支撑起来并使辊套5垂直悬吊，将感应线圈6套在辊套5外表面进行热处理，辊套5进行的感应热处理工艺包括预热和淬火工艺，在预热时预热温度为700?750°C，感应线圈6的移动速度为80?120mm/min，在进行淬火时淬火温度为900?940 °C，感应线圈6的移动速度为100?150mm/min，同时淬火加热的时间根据棍套5的壁厚进行合理选择，具体每10mm棍套5的壁厚加热2min时间，在回火炉内进行回火时通过热电偶直接测量辊套5的温度，控制辊套5温度为568?572°C，保温时间10h，通过热电偶直接连接在辊套5上测量温度相对于现有技术的测量炉内空气温度的方式能够更精确的控制辊套5温度。
[0016]如图2所示，吊装工具4包括吊装体1，吊钩3和支撑体2，所述吊装体1为圆环状结构其外径小于辊套5内径，吊装体1外径小于辊套5内径是为了能够进入辊套内部，而设置成圆环状结构能够更方便更稳固辊套5，所述吊钩3为四个并对称焊接固定在吊装体1内的支撑上，所述支撑体2为四组并均匀分布在吊装体1边缘。
[0017]所述支撑体2为带螺纹的圆柱状结构，并且在吊装体1边缘从内向外穿过吊装体1，支撑体2通过与吊装体1的螺纹配合调整向外凸出的长度大小，使支撑体2从内部均匀的支撑辊套5。
[0018]如图1、图2所示，吊装体1为外径小于辊套5内径的圆环状结构，所述支撑体2均匀布置在吊装体1的圆环四周并可调整向外凸出，所述吊钩3对称固定在吊装体1圆环内部；，支撑体2在吊装体1的四周向调节外凸出是为了支撑辊套从而完成辊套与吊装工具的固定连接，吊钩3固定在吊装体1内部的支撑上是为了不影响吊装工具4对辊套5的支撑并使钢丝绳挂在吊钩3上时不与辊套接触。
[0019]如图2所示，支撑体2设置为四组螺栓，所述吊装体1四周均匀分布四个配合支撑体2螺栓的螺纹孔，所述支撑体2从内向外穿过吊装体1的螺纹孔，通过松紧螺栓调整支撑体2向外凸出的长度大小，支撑体2设置成螺栓是为了其与吊装体1的螺纹连接能够方便调节其支撑力量，支撑体2设置成四组能够更稳固的支撑辊套5。
[0020]如图2所示，吊钩3为圆柱形凸台，数量为四个，设置成简单的圆柱形凸台既能够满足吊装需要，又使加工更简单方便，设置成四个是为了使吊装更稳固。
[0021]下面结合实施例对本发明做进一步详细说明:
实施例1
对厚度为150mm的Cr3铸乳辊套进行感应热处理:
A、预热在感应加热设备上进行，预热温度设定700°C，线圈移动速度为80mm/min；
B、感应淬火加热温度设定900°C，加热时间设定为30min，线圈移动速度为100mm/min;
C、回火在回火炉内进行，控制辊套温度为568°C，保温1 Oh。
[0022]通过上述处理后，用硬度计测定辊套的四条母线，测得本实施例的辊套的表面硬度为403?417HB，同时能耗与传统炉内整体加热的热处理方法相比降低了 31.6%。
[0023]实施例2
对厚度为200mm的Cr3材质铸乳辊套进行感应热处理:
A、预热在感应加热设备上进行，预热温度设定725°C，线圈移动速度为100mm/min;
B、感应淬火加热温度设定925°C，加热时间设定为40min，线圈移动速度为125mm/min;
C、回火在回火炉内进行，控制辊套温度为570°C，保温1Oh。
[0024]通过上述处理后，用硬度计测定辊套的四条母线，测得本实施例的辊套的表面硬度为412?416HB，同时能耗与传统炉内整体加热的热处理方法相比降低了 26%。
[0025]实施例3
对厚度为250mm的Cr3材质铸乳辊套进行感应热处理:
A、预热在感应加热设备上进行，预热温度设定750°C，线圈移动速度为120mm/min;
B、感应淬火加热温度设定940°C，加热时间设定为50min，线圈移动速度为150mm/min;
C、回火在回火炉内进行，控制辊套温度为572°C，保温10h。
[0026]通过上述处理后，用硬度计测定辊套的四条母线，测得本实施例的辊套的表面硬度为408?415HB，同时能耗与传统炉内整体加热的热处理方法相比降低了 23.5%。
[0027]与现有技术相比本发明的热处理工艺可以保证表面硬度均匀性由一般工艺的30HB控制在15HB之内，热处理能耗降低20%以上；采用本发明的吊装工具可以在实施本发明的热处理方法时使铸乳辊套保持垂直固定。
【主权项】
1.一种提升铸乳辊套硬度均匀性的热处理方法，包括将铸乳辊套进行预热、淬火及回火处理，其特征在于:铸乳辊套的预热和淬火都是通过感应线圈(6)感应方式加热，并依据铸乳辊套的厚度调整淬火时间。2.根据权利要求1所述的一种提升铸乳辊套硬度均匀性的热处理方法，其特征在于:铸乳辊套为Cr3材质，其进行感应淬火温度为900?940°C，线圈相对铸乳辊套轴向的移动速度为 100 ?150mm/min。3.根据权利要求2所述的一种提升铸乳辊套硬度均匀性的热处理方法，其特征在于:铸乳辊套进行感应预热温度为700?750°C，线圈相对铸乳辊套轴向的移动速度为80?120mm/mino4.根据权利要求2所述的一种提升铸乳辊套硬度均匀性的热处理方法，其特征在于:铸乳辊套的感应淬火的加热时间为每10mm辊套的壁厚加热2min。5.根据权利要求2所述的一种提升铸乳辊套硬度均匀性的热处理方法，其特征在于:铸乳辊套在回火炉内通过热电偶直接测量辊套(5)的温度，控制回火温度为568?572°C，保温时间10h。6.根据权利要求1所述的一种提升铸乳辊套硬度均匀性的热处理方法，其特征在于:铸乳辊套热处理时，用吊装工具(4 )从辊套(5 )内部支撑起辊套(5 )，使辊套(5 )垂直起吊。7.根据权利要求6所述的一种提升铸乳辊套硬度均匀性的热处理方法，其特征在于:所述吊装工具(4)包括外径小于辊套(5)内径的圆环状吊装体(1)，在吊装体(1)内的支撑上对称焊接四个吊钩(3)，在吊装体(1)边缘均匀分布四组支撑体(2)，所述支撑体(2)为带螺纹的圆柱状结构，并从内向外穿过吊装体(1)通过与吊装体(1)的螺纹配合调整支撑体(2)向外凸出的长度大小。
【专利摘要】本发明公开了一种提升铸轧辊套硬度均匀性的热处理方法，属于机械零件热处理技术领域，热处理方法包括将铸轧辊套进行预热、淬火及回火处理，铸轧辊套的预热和淬火都是通过感应线圈感应方式加热，并依据铸轧辊套的厚度调整淬火时间；吊装设备从内部支撑固定铸轧辊套，包括吊装体和分布在吊装体四周的支撑体，吊装体上设有钩挂钢丝绳的吊钩。本发明采用感应线圈进行热处理的加热，生产出的铸轧辊套表面硬度最大值与最小值之差小于15HB，热处理能耗与炉内整体加热相比降低20%以上。
【IPC分类】C21D1/18, C21D1/42, C21D9/40
【公开号】CN105296715
【申请号】CN201510684772
【发明人】杨昱东, 梁俊良, 葛晓红, 田兴飞
【申请人】中钢集团邢台机械轧辊有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月22日