本发明专利技术公开了一种辊面硬度均匀性好的复合轧辊的制造方法，其特征在于复合轧辊首先在加热炉内加热至临界点ＡＣ１以上８０～１５０℃，经保温后置于控冷装置中，先喷雾冷却５～１５分钟，然后气冷２０～６０分钟，最后空冷至辊面温度低于３００℃时入炉进行回火处理，回火加热温度４５０～５８０℃，经保温后炉冷至温度低于２００℃后空冷至室温。本发明专利技术轧辊辊面硬度均匀，使用寿命明显延长，推广使用具有很好的经济效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术为一种复合轧辊制造方法，特别涉及一种辊面硬度均匀性好的复合轧辊及其制造方法，属于轧辊制造
技术介绍
现代冶金工业生产是集采矿、选矿、烧结、炼铁、炼钢和轧钢为一体的系统工程，轧 钢是这一系统工程的最后一个环节，绝大多数冶金产品要经过轧制过程才能进入市场。而 轧辊又是轧制过程中最重要的生产工具，轧辊的质量好坏直接影响着冶金产品的产量和质 量，一个国家的轧辊制造技术的高低直接反映了该国冶金工业水平的高低。现代冶金轧辊 从材质和制造工艺的发展上经历了几个重要过程轧辊材质从单一的白口铸铁、球墨铸铁、 铸钢逐渐发展到复合轧辊用高镍铬铸铁、高铬铸铁直至最新发展的铸造高速钢；制造工艺 也从普通整体铸造工艺发展到复合铸造工艺(即轧辊辊面用一种材料，辊芯用另一种材 料，二者之间冶金结合)，复合铸造工艺从静态浇注法(即溢流法或冲洗法)发展到离心铸 造法直至目前最先进的连续浇铸复合铸造法(即CPC法)轧辊制造技术。但是，国内轧辊 因热处理技术落后，其辊面硬度不均匀性达到8HSD左右，较国际先进水平超高4 6HSD，辊 面硬度不均匀导致轧辊加工困难，且耐磨性、抗热疲劳、抗裂纹和抗断裂性差，轧辊使用寿 命短。 为了提高轧辊辊面硬度均匀性，中国专利CN2545213公开了轧辊幕帘式喷水环冷 却装置，其技术措施主要由喷水环体(1)、进水口 (2)、喷水环体(1)内的贮水仓(3)、工件 孔(4)及喷水口 (5)组成，其特征在于喷水环体(1)分为喷水环盖(6)及喷水环下体(7)两 部分，喷水环盖(6)及喷水环下体(7)两者之间的喷水口 (5)为环状缝隙式。本技术的 优点在于能使其表面冷却均匀且硬度质量高、无软点、淬火透彻、不易产生变形。但该设备 结构复杂，直接用于复合轧辊的淬火冷却操作麻烦。郭峰等人(郭峰，刘时雨，赵溪泉.开 槽轧辊整体差温加热喷雾淬火工艺的改进.大型铸锻件，2002年第3期22-25页)还研 究了开槽轧辊整体差温加热喷雾淬火工艺，研究发现，开槽轧辊在加热后喷雾时，两侧外端 角崩边，导致报废，研制了附具对端角进行保护，喷雾时将附具放置在辊身端角处，有效地 避免了雾水直接喷射到工件端角处，防止了水雾对工件端角冷却过激和端角崩边现象的出 现，但存在操作麻烦的不足。中国专利技术专利CN 1221036还公开了一种轧辊、矫直辊表面淬 火方法及淬火设备。所说的淬火设备包括机床、氩弧焊机、喷水嘴组成，所述的轧辊、矫直辊 表面淬火方法是，轧辊、矫直辊以一定圆周速度旋转，而氩弧焊炬以配合好的速度沿轧辊、 矫直辊轴向运动，喷水嘴固定在焊炬下面。氩气保护电弧燃烧，对轧辊、矫直辊表面进行加 热，同时喷水嘴对已加热的轧辊、矫直辊喷水冷却淬火。但是，此方法需要氩气保护电弧燃 烧，轧辊表面温度均匀性较差，轧辊辊面硬度均匀性也不高。
技术实现思路
本专利技术是针对现有轧辊热处理技术存在的不足，提出了一种确保轧辊辊面硬度均匀的轧辊的制备方法。 本专利技术是在现有耐磨复合轧辊的基础上改进而成的。现有耐磨复合轧辊淬火热处 理时，轧辊直接放在热处理炉内加热和保温，在随后冷却时，普遍采用风冷、雾冷或空冷方 式，以得到耐磨性好的马氏体组织。采用空冷或风冷，硬度低且淬硬层深度浅，导致轧辊耐 磨性差，使用寿命短。而直接采用雾冷处理，辊面易出现裂纹，且辊颈硬度过高，使用中易磨 损轴承，且雾冷时辊颈强度低，韧性差，轧辊使用中易出现断辊事故。 辊面硬度均匀性好的复合轧辊制造方法的特点是复合轧辊经加热和保温后，将轧 辊置于控冷装置中，并使轧辊冷却过程中以一定速度旋转，同时在轧辊辊颈表面涂敷隔热 材料，且辊颈置于控冷装置以外，这样可以获得辊面硬度高且硬度均匀性好，辊颈强韧性好 的复合轧辊。 本专利技术可以通过以下措施来实现，参见图1复合轧辊冷却示意图。 首先将复合轧辊在加热炉内加热至临界点AC1以上80 15(TC，经保温4-6小时 后后置于控冷装置(4)中，使辊身(3)置于控冷装置(4)内，辊颈(1)置于控冷装置以外，轧 辊在冷却过程中以25 35rpm的速度旋转，同时在轧辊辊颈表面涂敷隔热材料(2);轧辊 在控冷装置(4)中，先经雾、气冷却器(5)喷雾冷却5 15分钟，然后气冷20 60分钟， 最后空冷至辊面温度低于30(TC;此时入炉进行回火处理，回火加热温度450 58(TC，经保 温6-15小时后炉冷至温度低于20(TC后空冷至室温。 上述所述涂敷隔热材料(2)的厚度为2-4mm。 上述所述涂敷隔热材料(2)为导热系数小于0. 08 (w/m. k)的隔热材料。 本专利技术的原理如下 本专利技术首先将轧辊加热至辊身材料的临界点Aa以上80 150°C的目的是促使基体奥氏体化，有利于随后冷却过程中获得高硬度的马氏体组织。轧辊经保温后置于控冷装置中，并使轧辊冷却过程中以25 35rpm的速度旋转，有利于轧辊辊面冷却均匀，对提高辊面硬度的均匀性有利。同时在轧辊辊颈表明涂敷隔热材料，且辊颈置于控冷装置以外，可确保辊颈冷却缓慢，有利于提高辊颈强韧性，防止辊颈使用中出现断裂事故。 轧辊在控冷装置中，先喷雾冷却5 15分钟，然后气冷20 60分钟。喷雾冷却速度快，有利于促进奥氏体向马氏体转变，提高轧辊淬硬层深度，但是喷雾冷却时间过长，辊身内应力大，易萌生裂纹，因此，将喷雾冷却时间控制在5 15分钟，然后降低冷却速度，采用气冷20 60分钟。最后空冷至辊面温度低于30(TC时入炉进行回火处理。回火的目的是为了稳定组织，消除应力，确保轧辊使用安全可靠。 本专利技术与现有技术相比具有以下优点 1、本专利技术轧辊辊面硬度均匀性好，辊面硬度差小于2HSD。 2、本专利技术轧辊辊颈强度高、韧性好，比常用热处理工艺强度提高15 25%，韧性 提高30%以上。 3、本专利技术轧辊使用寿命长，相同材质轧辊的使用寿命延长30 50%。 附图说明 图1为复合轧辊冷却示意图 其中l-辊颈，2-隔热材料，3-辊身，4-控冷装置，5-雾、气冷却器具体实施例方式本专利技术首先将耐磨复合轧辊在加热炉内加热至临界点Ad以上80 15(TC，经保 温后置于控冷装置(4)中，并使轧辊冷却过程中以25 35rpm的速度旋转，同时在轧辊辊 颈(1)表面涂敷隔热材料(2)，且辊颈(1)置于控冷装置(4)以外。轧辊在控冷装置(4) 中，先用雾、气冷却器(5)喷雾冷却5 15分钟，然后气冷20 60分钟，最后空冷至辊面 温度低于30(TC时入炉进行回火处理，回火加热温度450 58(TC，经保温后炉冷至温度低 于20(TC后空冷至室温。 下面结合附图和专利技术人依本专利技术的技术方案所完成的实施例对本专利技术作进一步 的详细描述。这些实施例仅是本专利技术的较佳的实施例，但本专利技术并不限于这些实施例。 实施例1 : 将辊身(3)为高碳高钒高速钢、辊颈(1)为球墨铸铁的离心铸造复合轧辊，经退火 和粗加工后，在加热炉内加热至高碳高钒高速钢的临界点Aa以上150°C ，经保温4小时后置 于控冷装置(4)中，辊身(3)置于控冷装置(4)内，且辊颈(1)置于控冷装置(4)以外，并使 轧辊冷却过程中以35rpm的速度旋转，同时在轧辊辊颈(1)表面涂敷隔热材料(2)，其厚度 为2mm。其中高碳高钒高速钢的主要化学成分(质量分数，％ )为1.78C，4.63V本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种辊面硬度均匀性好的复合轧辊的制造方法，其特征在于，包括以下步骤： 首先将复合轧辊在加热炉内加热至临界点ＡＣ１以上８０～１５０℃，经保温４－６小时后后置于控冷装置（４）中，使辊身（３）置于控冷装置（４）内，辊颈（１）置于控冷装置以外，轧辊在冷却过程中以２５～３５ｒｐｍ的速度旋转，同时在轧辊辊颈表面涂敷隔热材料（２）；轧辊在控冷装置（４）中，先经雾、气冷却器（５）喷雾冷却５～１５分钟，然后气冷２０～６０分钟，最后空冷至辊面温度低于３００℃；此时入炉进行回火处理，回火加热温度４５０～５８０℃，经保温６－１５小时后炉冷至温度低于２００℃后空冷至室温。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：符寒光，雷永平，宫开令，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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