專利名稱：一種Cr12MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬材料淬火加工方法，特別是涉及一種Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法。
背景技術(shù)：
軋輥是軋鋼廠軋鋼機(jī)上的重要零件，利用一對(duì)或一組軋輥滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力來軋碾鋼材。它主要承受軋制時(shí)的動(dòng)靜載荷，磨損和溫度變化的影響。軋輥種類很多，目前常用的軋輥品種有鑄鋼軋輥、鑄鐵軋輥和鍛造軋輥三大類，在型材軋機(jī)上還有少量硬質(zhì)合金軋棍。成品冷軋輥是高附加值、高技術(shù)含量的產(chǎn)品，在生產(chǎn)制造中，軋輥輥身的表面淬火是最關(guān)鍵的工序，而感應(yīng)淬火中的淬火感應(yīng)器則是實(shí)現(xiàn)這一工序的重要工具，是生產(chǎn)輥身硬度和淬硬層都合格的軋輥的必要設(shè)備。感應(yīng)加熱表面淬火是利用電磁感應(yīng)原理，在閉合的導(dǎo)電回路中接通交流電產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使置于其內(nèi)部的鐵磁物質(zhì)表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，其面快速加熱至臨界點(diǎn)以上，實(shí)現(xiàn)表面淬火的一種工藝方法，而鐵磁物質(zhì)就是需要淬火的軋棍。雖然軋輥的感應(yīng)淬火工藝發(fā)展已經(jīng)較快，但因?yàn)榧夹g(shù)含量高，所以在發(fā)展中仍存在不少技術(shù)缺陷。例如，像C12MoV鋼軋輥之類的鋼質(zhì)小輥徑的軋輥，由于含鉻量較高，在感應(yīng)淬火的加工過程中，雖然其淬透性非常好，但是淬火時(shí)極易形成較大的熱應(yīng)力與組織應(yīng)力而導(dǎo)致畸變合裂紋。此為較為棘手的技術(shù)問題，在美、日、德等外文文獻(xiàn)及中文文獻(xiàn)中，關(guān)于此類材料的感應(yīng)淬火工藝極少有報(bào)道，可見目前國(guó)內(nèi)外C12MoV類鋼軋輥感應(yīng)淬火領(lǐng)域存在極大的技術(shù)空白，實(shí)為目前亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中鋼軋輥淬火易形成較大的熱應(yīng)力與組織應(yīng)力而導(dǎo)致畸變和裂紋的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法，所述方法至少包括以下步驟步驟1)，將連接有加熱電源的加熱感應(yīng)器環(huán)設(shè)在所述軋輥的待感應(yīng)淬火部位的四周，開啟所述加熱感應(yīng)器使其以預(yù)設(shè)速度移動(dòng)，并由所述加熱感應(yīng)器對(duì)所述軋輥的待感應(yīng)淬火部位加熱至1000°C 1050°C，同時(shí)使用冷卻溫度為 15°C 35°C的調(diào)配淬火液進(jìn)行淬火；步驟幻，對(duì)所述軋輥進(jìn)行校直作業(yè)，并將其變形誤差控制在0.5mm以內(nèi)；步驟幻，將所述軋輥送至回火溫度為100士5°C的回火爐中進(jìn)行回火； 步驟4)，采用金相法檢測(cè)所述軋輥的淬火完成部位的金相組織，并將金相組織達(dá)到3. 5級(jí)馬氏體組織要求的軋輥?zhàn)鳛闃?biāo)準(zhǔn)件。在本發(fā)明所提供的一種Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法中，所述步驟1)中還包括將加熱感應(yīng)器在所述軋輥上的初始淬火位置停留2s的步驟。所述步驟1)中，所述熱感應(yīng)器在所述軋輥待淬火部位的移動(dòng)感應(yīng)淬火過程中，所述軋輥以30r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，所述加熱感應(yīng)器移動(dòng)的預(yù)設(shè)速度為400mm/min。所述步驟1)中，所述加熱感應(yīng)器對(duì)所述軋輥的待感應(yīng)淬火部位加熱至溫度為1030°C。所述步驟1)中所述調(diào)配淬火液的冷卻溫度為25°C。 所述調(diào)配淬火液濃度為10% 12%的AQ251淬火介質(zhì)。所述加熱電源的頻率為20KHz，功率為200KW。所述步驟幻中，所述變形誤差為所述軋輥的外圓表面繞基準(zhǔn)軸線作無軸向回轉(zhuǎn)時(shí)，在指定方向上用百分表測(cè)得的最大讀數(shù)。通過本發(fā)明的Cr 12MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法，可以使軋輥表面硬度達(dá)到 62-63HRC，有效硬化層深度2. 8mm,不僅硬度和硬化層符合技術(shù)要求，而且該工作輥的變形也成功控制在要求的0. 5mm以內(nèi)。同時(shí)，同種規(guī)格的Crl2MoV軋輥，采用傳統(tǒng)的整體淬火每件消耗電能約50度，而本發(fā)明采用的感應(yīng)淬火工藝僅僅針對(duì)軋輥上的待淬火部位進(jìn)行熱加工，因此每件消耗電能僅2度，節(jié)能96%，在批量化生產(chǎn)的情況下，節(jié)約的能耗巨大，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^；同時(shí)，本發(fā)明的Crl2MoV軋輥感應(yīng)淬火的方法，為今后小輥徑的軋輥感應(yīng)淬火開創(chuàng)了先河，填補(bǔ)了 Crl2MoV感應(yīng)淬火領(lǐng)域國(guó)際國(guó)內(nèi)的空白。


圖1顯示為本發(fā)明的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法的流程示意圖。元件標(biāo)號(hào)說明S1-S4 Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法步驟
具體實(shí)施例方式以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式
加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。請(qǐng)參閱圖1，圖1顯示為本發(fā)明的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法的流程示意圖。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。如圖1所示，本發(fā)明提供一種Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法，包括以下步驟步驟Sl 將連接有加熱電源的加熱感應(yīng)器在所述軋輥的待感應(yīng)淬火部位上以預(yù)設(shè)速度移動(dòng)，并由所述加熱感應(yīng)器對(duì)所述軋輥的待感應(yīng)淬火部位加熱至溫度為1000°c 1050°C，同時(shí)使用冷卻溫度為15°C 35°C的調(diào)配淬火液進(jìn)行淬火。優(yōu)選的，本實(shí)施例中， 所選用的加熱電源的頻率為20KHz，功率為200KW，提供穩(wěn)定加熱。經(jīng)試驗(yàn)，在淬火過程中， 所述加熱溫度選為1030°C，或所述冷卻溫度選為25°C時(shí)加熱淬火效果較好。需特別說明的是，本發(fā)明的方法并非使用單純的水作為冷卻劑，而所采用的調(diào)配淬火液濃度為10% 12%的AQ251淬火介質(zhì)，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)此配比的淬火液冷卻效果最好，極有利于淬火過程中的快速冷卻，淬火效果突出。并且，在本實(shí)施例中所述加熱感應(yīng)器在所述待淬火部位上以預(yù)設(shè)速度為400mm/min滑動(dòng)，逐步完成淬火部位上各部分的淬火工作。
在本實(shí)施例中，步驟1還包括加熱感應(yīng)器在Crl2MoV軋輥上的初始淬火位置停留 ^，這樣有利于保證零件的淬硬深度，同時(shí)，在步驟Sl的淬火過程中Crl2MoV軋輥零件旋轉(zhuǎn)加熱，轉(zhuǎn)速為30r/min，保證了零件的軸向硬化層的均勻性。在本實(shí)施例中，Crl2MoV軋輥的尺寸在Φ 160 X 930mm，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)高頻及超音頻電源加熱的功率密度值為0. 6 2. Okw/cm2，配合所述連續(xù)加熱淬火法使用即使加熱和冷卻連續(xù)不斷地進(jìn)行。步驟S2 對(duì)所述軋輥進(jìn)行校直作業(yè)，并將其變形誤差控制在0. 5mm以內(nèi)。在本實(shí)施例中，通過校直檢測(cè)，有利于在淬火完成的Crl2MoV軋輥選取合格品，所述變形誤差為所述軋輥的外圓表面繞基準(zhǔn)軸線作無軸向回轉(zhuǎn)時(shí)，在指定方向上用百分表測(cè)得的最大讀數(shù)。步驟S3 將所述軋輥送至回火溫度為100士5°C的回火爐中進(jìn)行回火。在本實(shí)施例中，選取100士5°C范圍內(nèi)的溫度對(duì)未通過校直檢測(cè)的Crl2MoV軋輥，經(jīng)試驗(yàn)，回火溫度在此范圍較有利于產(chǎn)生合格硬度的產(chǎn)品。步驟S4 采用金相法檢測(cè)所述軋輥的淬火完成部位的金相組織，并將金相組織達(dá)到3. 5級(jí)馬氏體組織要求的軋輥?zhàn)鳛闃?biāo)準(zhǔn)件。在本實(shí)施例中，馬氏體(martensite)是黑色金屬材料的一種組織名稱。馬氏體(M)是碳溶于α的過飽和的固溶體，是奧氏體通過無擴(kuò)散型相變轉(zhuǎn)變成的亞穩(wěn)定相。其比容大于奧氏體、珠光體等組織，這是產(chǎn)生淬火應(yīng)力， 導(dǎo)致變形開裂的主要原因。馬氏體最初是在鋼(中、高碳鋼)中發(fā)現(xiàn)的將鋼加熱到一定溫度(形成奧氏體)后經(jīng)迅速冷卻(淬火)，得到的能使鋼變硬、增強(qiáng)的一種淬火組織。在本實(shí)施例中，當(dāng)檢測(cè)到Crl2MoV軋輥的淬火完成部位的金相組織達(dá)到馬氏體3 7級(jí)中的3. 5 級(jí)以上時(shí)符合產(chǎn)品合格要求。通過本發(fā)明的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法，可以使軋輥表面硬度達(dá)到 62-63HRC，有效硬化層深度2. 8mm,不僅硬度和硬化層符合技術(shù)要求，而且該工作輥的變形也成功控制在要求的0.5mm以內(nèi)。同時(shí)，同種規(guī)格的Crl2MoV軋輥，如果采用傳統(tǒng)的整體淬火每件需消耗電能約50度，而本發(fā)明采用的感應(yīng)淬火工藝僅僅針對(duì)軋輥上的待淬火部位進(jìn)行熱加工，因此每件消耗電能僅2度，節(jié)能96%，在批量化生產(chǎn)的情況下，節(jié)約的能耗巨大，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益非常可觀；同時(shí)，本發(fā)明的Crl2MoV軋輥感應(yīng)淬火的方法，為今后小輥徑的軋輥感應(yīng)淬火開創(chuàng)了先河，填補(bǔ)了 Crl2MoV感應(yīng)淬火領(lǐng)域國(guó)際國(guó)內(nèi)的空白本發(fā)明的 Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法，其特征在于，至少包括以下步驟步驟1)，將連接有加熱電源的加熱感應(yīng)器環(huán)設(shè)在所述軋輥的待感應(yīng)淬火部位的四周， 開啟所述加熱感應(yīng)器使其以預(yù)設(shè)速度移動(dòng)，并由所述加熱感應(yīng)器對(duì)所述軋輥的待感應(yīng)淬火部位加熱至1000°C 1050°C，同時(shí)使用冷卻溫度為15°C 35°C的調(diào)配淬火液進(jìn)行淬火； 步驟2、，對(duì)所述軋輥進(jìn)行校直作業(yè)，并將其變形誤差控制在0. 5mm以內(nèi)； 步驟3)，將所述軋輥送至回火溫度為100士5°C的回火爐中進(jìn)行回火； 步驟4)，采用金相法檢測(cè)所述軋輥的淬火完成部位的金相組織，并將金相組織達(dá)到 3. 5級(jí)馬氏體組織要求的軋輥?zhàn)鳛闃?biāo)準(zhǔn)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法，其特征在于，所述步驟 1)中還包括將加熱感應(yīng)器在所述軋輥上的初始淬火位置停留2s的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法，其特征在于，所述步驟 1)中，所述熱感應(yīng)器在所述軋輥待淬火部位的移動(dòng)感應(yīng)淬火過程中，所述軋輥以30r/min 的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法，其特征在于，所述步驟 1)中，所述加熱感應(yīng)器移動(dòng)的預(yù)設(shè)速度為400mm/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法，其特征在于，所述步驟 1)中，所述加熱感應(yīng)器對(duì)所述軋輥的待感應(yīng)淬火部位加熱至溫度為1030°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法，其特征在于，所述步驟1)中所述調(diào)配淬火液的冷卻溫度為25°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法，其特征在于，所述調(diào)配淬火液濃度為10% 12%的AQ251淬火介質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法，其特征在于，所述加熱電源的頻率為20KHz，功率為200KW。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Crl2MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法，其特征在于，所述步驟2)中，所述變形誤差為所述軋輥的外圓表面繞基準(zhǔn)軸線作無軸向回轉(zhuǎn)時(shí)，在指定方向上用百分表測(cè)得的最大讀數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種Cr12MoV軋輥的感應(yīng)淬火加工方法，通過加熱感應(yīng)器在Cr12MoV軋輥的待淬火部位上以預(yù)設(shè)速度移動(dòng)，以預(yù)設(shè)溫度加熱且使用調(diào)配淬火液冷卻來采用連續(xù)加熱淬火法，并對(duì)淬火完成的Cr12MoV軋輥?zhàn)餍Ｖ保又搭A(yù)設(shè)回火溫度回火，直至合格后再通過金相法檢測(cè)，以此使軋輥不僅表面硬度和硬化層符合技術(shù)要求，而且將其變形也成功控制在要求誤差精度以內(nèi)，相較于傳統(tǒng)的淬火工藝，本發(fā)明的感應(yīng)淬火加工方法耗電量極少，因此在實(shí)際的批量生產(chǎn)中將節(jié)約巨大能耗，具有極高經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
文檔編號(hào)C21D1/10GK102363836SQ20111035857
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者陳枝鈞 申請(qǐng)人:上海上大熱處理有限公司