卷取机组合辊高速钢外套的内壁应力控制及热处理方法技术

本发明专利技术公开了卷取机组合辊高速钢外套的内壁应力控制及热处理方法，包括如下步骤：步骤S1、浇注高合金辊套的外层和内壁，步骤S2、高合金辊套整体预热，预热温度500

【技术实现步骤摘要】
卷取机组合辊高速钢外套的内壁应力控制及热处理方法


[0001]本专利技术涉及离心轧辊制造，尤其是卷取机组合辊高速钢外套的内壁应力控制及热处理方法。

技术介绍

[0002]热轧卷取机夹送辊以前选用堆焊材质，升级换代后使用高性能的高合金外套组合辊，使用性能大幅提升。高合金辊套使用层一般选用高速钢材质，充分发挥性能需经过高温淬火，但材质温度越高，淬火后内壁应力控制难度约大，应力超标可能导致过盈装配后开裂或者在使用过程开裂致废，因此如何控制内壁应力的同时充分发挥外层性能是组合辊外套热处理的难点。

技术实现思路

[0003]本专利技术需要解决的技术问题是提供卷取机组合辊高速钢外套的内壁应力控制及热处理方法，外表组织及硬度达到较高使用性能的同时，内壁应力可稳定控制在100MPa以下，在后续过盈装配及使用过程中不会因应力叠加导致开裂失效。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：卷取机组合辊高速钢外套的内壁应力控制及热处理方法，包括如下步骤：步骤S1、浇注高合金辊套的外层和内壁，其中，外层选用C质量分数为0.9
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3.2%的高速钢材质，内层选用C质量分数为1.0%
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1.5%的高碳石墨钢材质；步骤S2、高合金辊套整体预热，预热温度500
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700℃，预热时间8
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18h，辊套内孔保持流通保证内外预热均匀、温差≤15℃；步骤S3、预热充分后在20min以内对辊套外圆感应淬火加热，感应淬火加热时快速升温，升温速率30<br/>‑
50℃/min，升温至一定温度后保温15
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25min；步骤S4、感应淬火保温结束后，对高合金辊套两端使用耐火纤维封堵，并对高合金辊套外表进行喷水、吹风；步骤S5、进行两次500
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550℃温度、10
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15h的回火。
[0005]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤S1中高合金辊套的外层和内壁的浇注厚度比小于1.0。
[0006]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤S3中感应淬火加热时，外层使用厚度≤20mm时电源频率50
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100Hz，外层使用厚度20
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40mm时电源频率100
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150Hz。
[0007]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤S3中外层C≤1.5%时，淬火温度1030
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1050℃，外层1.5%＜C＜2.5%，时淬火温度1010
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1030℃，外层2.5%＜C＜3.2%时，淬火温度990
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1010℃。
[0008]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤S4中高合金辊套外表进行喷水至550℃，然后对高合金辊套外表进行吹风防止反温，直至温度降至540℃后停止吹风，最后高合金辊套继续缓慢冷却至400
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450℃。
[0009]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤S4中高合金辊套表面喷水的冷速达到10℃/min以上。
[0010]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤S5中高合金辊套的外层硬度要求70
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80HS时，回火温度530
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550℃；高合金辊套的外层硬度要求80
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90HS时，回火温度500
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530℃。
[0011]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤S5中高合金辊套壁厚≤100mm时，回火时间10
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12h；高合金辊套壁厚范围为100
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180mm时，回火时间12
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15h。
[0012]由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：1、本专利技术生产的高速钢夹送辊外套，外表组织及硬度达到较高使用性能的同时，内壁应力可稳定控制在100MPa以下，在后续过盈装配及使用过程中不会因应力叠加导致开裂失效；2、本专利技术中辊套外壁选择高速钢材质，热处理后能达到较高硬度保证耐磨性，内层选用低合金钢，保持良好韧性避免热处理及装备使用过程失效。高合金辊套在500
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700℃预热，可以松弛铸造应力，并使辊套进入塑性温度区间，淬火过程不易开裂。辊套预热结束要快速开始加热保证预热效果，同时快速升温、短时间保温，保证外壁达到淬火效果同时内壁不被过高加热保持韧性。然后对高合金辊套外表喷水、吹风快速降温淬火，对两端封堵，保证内壁不受激冷，保证韧性。最后，通过多次高温回火使淬火后奥氏体充分转变成回火马氏体，回火硬化保证性能，同时降低内孔应力。
具体实施方式
[0013]下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明：本专利技术适用于高速钢材质夹送辊辊套，外层（使用层）化学成分质量分数为C：0.9
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3.2%、Σ(Cr+Mo+V+W)≥8%、Ni%≥1.0%的高速钢材质，辊套的外径一般为600
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1100mm，长度600
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3000mm，辊套热处理后使用层组织为回火马氏体+碳化物，使用层硬度70
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90HS。
[0014]铸造时选用离心复合铸造，外层（使用层）选用高速钢材质，内壁选用C质量分数1.0
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1.5%高碳石墨钢材质，辊套外壁选择高速钢材质，热处理后能达到较高硬度保证耐磨性，内层选用低合金钢，保持良好韧性避免热处理及装备使用过程失效。
[0015]卷取机组合辊高速钢外套的内壁应力控制及热处理方法，包括如下步骤：步骤S1、浇注高合金辊套的外层和内壁，由于内壁需要一定厚度保证强度不受外层影响，所以高合金辊套的外层和内壁的浇注厚度比小于1.0；步骤S2、高合金辊套整体预热，预热温度500
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700℃，预热时间8
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18h，预热时，辊套内孔保持流通保证内外预热均匀、温差≤15℃；辊套在500
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700℃预热，可以松弛铸造应力，并使辊套进入塑性温度区间，淬火过程不易开裂。若预热温度过低则无效果，预热温度过高则内壁容易淬上火，影响性能。
[0016]步骤S3、预热充分后在20min以内对辊套外圆感应淬火快速加热，保证步骤S2效果，同时快速升温、短时间保温，保证外壁达到淬火效果同时内壁不被过高加热保持韧性。感应淬火加热时，外层使用厚度≤20mm时，电源频率50
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100Hz；外层使用厚度20
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40mm时，电源频率100
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150Hz。感应淬火加热时快速升温，升温速率30
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50℃/min。若辊套预热结束升温慢，内壁容易淬上火影响性能，外层C≤1.5%时，淬火温度1030
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1050℃，外层1.5%＜C≤
2.5%，时淬火温度1010
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1030℃，外层2.5%＜C≤3.2%时，淬火温度990
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1010℃。淬火保温时间15
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.卷取机组合辊高速钢外套的内壁应力控制及热处理方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1、浇注高合金辊套的外层和内壁，其中，外层选用C质量分数为0.9
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3.2%的高速钢材质，内层选用C质量分数为1.0%
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1.5%的高碳石墨钢材质；步骤S2、高合金辊套整体预热，预热温度500
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700℃，预热时间8
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18h，预热时，辊套内孔保持流通保证内外预热均匀、温差≤15℃；步骤S3、预热充分后在20min以内对辊套外圆感应淬火加热，感应淬火加热时快速升温，升温速率30
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50℃/min，升温至一定温度后保温15
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25min；步骤S4、感应淬火保温结束后，对高合金辊套两端使用耐火纤维封堵，并对高合金辊套外表进行喷水、吹风；步骤S5、进行两次500
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550℃温度、10
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15h的回火。2.根据权利要求1所述的卷取机组合辊高速钢外套的内壁应力控制及热处理方法，其特征在于：所述步骤S1中高合金辊套的外层和内壁的浇注厚度比小于1.0。3.根据权利要求1所述的卷取机组合辊高速钢外套的内壁应力控制及热处理方法，其特征在于：所述步骤S3中感应淬火加热时，外层使用厚度≤20mm时，电源频率50
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100Hz；外层使用厚度20
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40mm时，电源频率100
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150Hz。4.根据权利要求1所述的卷取机组合辊高速钢外...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘娣，肖泽扬，吴昊，
申请(专利权)人：中钢集团邢台机械轧辊有限公司，
类型：发明
国别省市：