一種用于輥套的淬火方法
【專利說(shuō)明】一種用于輥套的淬火方法
[0001 ]本發(fā)明專利申請(qǐng)是針對(duì)申請(qǐng)?zhí)枮?2014108279408的分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)的申請(qǐng)日為:2014-12-25，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:一種用于輥套的淬火裝置及其淬火方法。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于機(jī)械方法領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種用于輥套的淬火方法。
【背景技術(shù)】
[0003]淬火的目的是使過(guò)冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體或貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。也可以通過(guò)淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學(xué)性能。
[0004]淬火是使工件獲得預(yù)期的組織和性能而采用的一種熱處理工藝。決定淬火質(zhì)量的重要因素之一是工件周圍淬火介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀況。淬火時(shí)，若工件周圍淬火介質(zhì)流速過(guò)低，則工件冷卻速度過(guò)慢，無(wú)法獲得工件所需的組織和性能;若工件周圍淬火介質(zhì)流速不均，則工件冷卻速度不均，容易導(dǎo)致工件表面淬火組織不均勻，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成變形、開裂等缺陷。
[0005]乳輥是使金屬產(chǎn)生塑性變形的工具，是決定乳機(jī)效率和乳材質(zhì)量的重要消耗部件。乳輥是乳鋼廠乳鋼機(jī)上的重要零件，利用一對(duì)或一組乳輥滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力來(lái)乳碾鋼材。乳輥主要承受乳制時(shí)的動(dòng)靜載荷，磨損和溫度變化的影響。乳輥在制造和使用前的準(zhǔn)備工序中會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和熱應(yīng)力。使用時(shí)又進(jìn)一步受到了各種周期應(yīng)力的作用，包括彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪力、接觸應(yīng)力和熱應(yīng)力等。這些應(yīng)力沿輥身的分布是不均勻的、不斷變化的，其原因不僅有設(shè)計(jì)因素，還有乳輥在使用中磨損、溫度和輥形的不斷變化。此外，乳制條件經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)異常情況。乳輥在使用后冷卻不當(dāng)，也會(huì)受到熱應(yīng)力的損害。所以乳輥除磨損外，還經(jīng)常出現(xiàn)裂紋、斷裂、剝落、壓痕等各種局部損傷和表面損傷。
[0006]在如今的鋼鐵企業(yè)中，乳輥輥套對(duì)乳輥的修復(fù)起到關(guān)鍵作用，尤其對(duì)一些中小型企業(yè)而言，乳輥在長(zhǎng)期服役之后會(huì)表面失效，無(wú)法使用，由于乳輥價(jià)格昂貴，更換需要大量資金，而且更換之后失效的乳輥只能當(dāng)廢品處理，造成巨大的浪費(fèi)。因此，我們通常在乳輥失效之后用輥套來(lái)修復(fù)，先將乳輥車掉一部分，再將輥套套在乳輥工作面上繼續(xù)使用，這樣不僅大大降低了企業(yè)的成本，還避免了原材料的浪費(fèi)。但是實(shí)際使用中對(duì)輥套內(nèi)外表面要求不一，通常要求輥套內(nèi)外表面硬度要有個(gè)差值，由于內(nèi)表面與滾軸接觸，因此硬度不宜過(guò)高，而外表面是工作面，要求有較高的硬度，以使其更耐磨，這樣使得對(duì)輥套的淬火成了一個(gè)很大的難題。
[0007]經(jīng)過(guò)檢索，已經(jīng)有部分關(guān)于輥套熱處理的技術(shù)方案公開。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?201210180011.3，申請(qǐng)日:2012年6月4日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:熱乳鋁板乳輥再生利用的加工工藝，該申請(qǐng)案涉及一種熱乳鋁板乳輥再生利用的加工工藝，其包括以下加工步驟:母體乳輥選用使用過(guò)的熱乳鋁板乳輥;將輥套粗加工、淬火處理；用高壓水霧噴淋輥套外圓冷卻、淬火;同時(shí)對(duì)輥套內(nèi)圓低壓水霧噴淋、冷卻;輥套淬火處理后進(jìn)行回火處理;輥套經(jīng)車削、磨削達(dá)到加工圖紙工藝要求;母體乳輥外圓車削、磨削;將輥套升溫、保溫，取出與母體乳輥相配復(fù)合成乳輥整體;然后再將乳輥整體回火，消除內(nèi)應(yīng)力；將乳輥整體經(jīng)車削、磨削達(dá)到加工圖紙工藝要求;經(jīng)檢測(cè)合格后包裝入庫(kù)。該發(fā)明達(dá)到廢乳輥合理、反復(fù)使用，能提高熱乳鋁板乳輥的使用壽命，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。該申請(qǐng)案的不足之出在于:同時(shí)對(duì)輥套內(nèi)、夕卜側(cè)進(jìn)行水霧噴淋冷卻，沒(méi)有解決使輥套內(nèi)外表面硬度有個(gè)差值的問(wèn)題，此外沒(méi)有具體的描述出水霧噴淋裝置的構(gòu)造，技術(shù)方案不完整。
[0008]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?201110450671.4，申請(qǐng)日:2011年12月29日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:一種超強(qiáng)耐磨高合金鋼輥壓機(jī)輥套及制造方法，該申請(qǐng)案涉及一種超強(qiáng)耐磨高合金鋼輥壓機(jī)輥套及制造方法，屬于建材行業(yè)鑄造技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是:輥套外層采用超強(qiáng)耐磨高合金鋼，內(nèi)層采用低碳中合金鋼復(fù)合而成，通過(guò)熔化外層超強(qiáng)耐磨高合金鋼、熔化內(nèi)層低碳中合金鋼、離心澆注復(fù)合輥套、復(fù)合輥套熱處理工序制造而成。該發(fā)明的積極效果:優(yōu)選輥套內(nèi)外層材料配比，采用合理的離心復(fù)合鑄造工藝，使內(nèi)外層實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合，結(jié)合狀態(tài)好。根據(jù)輥套高合金的特點(diǎn)，通過(guò)提高回火溫度，經(jīng)多次回火過(guò)程，加強(qiáng)了輥套的斷裂韌性。該發(fā)明輥套外層硬度為60?64HRC，沖擊韌性12J/cm2，內(nèi)層硬度為26?30HRC，抗拉強(qiáng)度800?900MPa，屈服強(qiáng)度730MPa，使用壽命比以前鍛造堆焊輥套提高2倍以上。該申請(qǐng)案的不足之處在于，雖然實(shí)現(xiàn)了使輥套內(nèi)外表面硬度有個(gè)差值的功能，但采用對(duì)輥套內(nèi)、外側(cè)結(jié)合合金鋼的工藝，操作復(fù)雜，成本較高，不適合廣泛推廣。
[0009]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?201210037511.1，申請(qǐng)日:2012年2月17日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:大型筒形工件的淬火冷卻裝置，該申請(qǐng)案的一種大型筒形工件的淬火冷卻裝置，包括:槽體；溢流槽，具有溢流管并設(shè)置在所述槽體上端;螺旋槳攪拌射流裝置，均勻的設(shè)置在所述槽體內(nèi)壁;外噴嘴射流裝置，設(shè)置在所述大型筒形工件的下方；內(nèi)噴嘴射流裝置，設(shè)置在所述大型筒形工件的內(nèi)部；以及內(nèi)噴嘴直徑調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)內(nèi)噴嘴射流裝置的徑向尺寸。該申請(qǐng)案著重控制靠近工件表面的水流速度，在保證淬火介質(zhì)具有高速、均勻的流動(dòng)的同時(shí)降低了能耗。同時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)內(nèi)噴嘴直徑調(diào)節(jié)裝置，可適應(yīng)不同的筒形工件尺寸，適用性大大增強(qiáng)。該申請(qǐng)案的缺點(diǎn)在于:在槽體內(nèi)壁均勻的設(shè)置螺旋槳攪拌射流裝置，來(lái)使淬火介質(zhì)均勻的噴射在筒形工件上，這種設(shè)置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造及維護(hù)成本較高；同時(shí)該淬火冷卻裝置缺少擋水機(jī)構(gòu)，筒形工件內(nèi)、外側(cè)的噴水相互干擾，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)筒形工件內(nèi)、外側(cè)獨(dú)立噴水的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0011]在一些中小型企業(yè)中，通常使用輥套對(duì)乳輥的進(jìn)行修復(fù)。由于輥套內(nèi)表面與乳輥接觸，因此硬度不宜過(guò)高，而外表面是工作面，要求有較高的硬度，以使其更耐磨。本發(fā)明的目的在于解決實(shí)際生產(chǎn)使用中對(duì)輥套內(nèi)、外表面硬度有不同要求的問(wèn)題，提供了一種用于輥套的淬火方法，實(shí)現(xiàn)了使輥套內(nèi)、外表面硬度有個(gè)差值的功能，即輥套內(nèi)表面硬度較小，外表面硬度較大;延長(zhǎng)了輥套的使用壽命。
[0012]2.技術(shù)方案
[0013]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0014]本發(fā)明的一種用于輥套的淬火裝置，包括機(jī)械外箱、腳架和平臺(tái)，所述的機(jī)械外箱為一貫通的圓筒，其底部外側(cè)連有腳架，所述的腳架固定在平臺(tái)之上，還包括輥套噴水機(jī)構(gòu)、擋水機(jī)構(gòu)和輥套安放機(jī)構(gòu)，其中:所述的輥套噴水機(jī)構(gòu)包括輥套內(nèi)側(cè)噴水裝置和輥套外側(cè)噴水裝置，所述的輥套內(nèi)側(cè)噴水裝置、輥套外側(cè)噴水裝置分別對(duì)輥套的內(nèi)側(cè)、外側(cè)進(jìn)行噴水淬火;所述的擋水機(jī)構(gòu)包括擋水板和擋水板固定裝置，所述的擋水板為一貫通的圓筒，擋水板的外徑小于機(jī)械外箱的內(nèi)徑，所述的擋水板通過(guò)擋水板固定裝置固定在機(jī)械外箱中；所述的輥套安放機(jī)構(gòu)包括卡盤和卡盤旋轉(zhuǎn)裝置，所述的卡盤位于機(jī)械外箱正下方的平臺(tái)上，所述的卡盤還與卡盤旋轉(zhuǎn)裝置相連，所述的卡盤旋轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動(dòng)卡盤水平旋轉(zhuǎn)。
[0015]作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的輥套外側(cè)噴水裝置包括環(huán)形水管、環(huán)形水管進(jìn)水口和外圍水管，所述的環(huán)形水管為一閉合的圓形水管，該圓形水管的外徑與機(jī)械外箱的內(nèi)徑相等，所述的環(huán)形水管固定在機(jī)械外箱底部?jī)?nèi)側(cè)的圓周上;所述的環(huán)形水管兩側(cè)設(shè)置有環(huán)形水管進(jìn)水口，該環(huán)形水管進(jìn)水口與環(huán)形水管相連通，且兩個(gè)環(huán)形水管進(jìn)水口設(shè)置于環(huán)形水管的同一條直徑線上;所述的環(huán)形水管上圓周表面設(shè)有若干個(gè)通孔，該若干個(gè)通孔沿著環(huán)形水管上圓周表面均勻排列，每個(gè)通孔豎直的連接有一根外圍水管，所述的外圍水管通過(guò)上述的通孔與環(huán)形水管相連通;所述的外圍水管上均設(shè)有若干個(gè)外噴水口，該外噴水口為圓形孔，外圍水管內(nèi)的水通過(guò)外噴水口噴射到輥套外側(cè)，相鄰兩個(gè)外噴水口之間的間距為2 - 3 cm，外噴水口的直徑為2mm。
[0016]作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的棍套內(nèi)側(cè)噴水裝置包括中心水管和中心水管進(jìn)水口，所述的中心水管豎直的連接在平臺(tái)上，該中心水管位于機(jī)械外箱內(nèi)軸心線的位置；所述的中心水管下端設(shè)置有中心水管進(jìn)水口，該中心水管進(jìn)水口與中心水管相連通;所述的中心水管上設(shè)有若干個(gè)內(nèi)噴水口，該內(nèi)噴水口為圓形孔，中心水管內(nèi)的水通過(guò)內(nèi)噴水口噴射到輥套內(nèi)側(cè)，相鄰兩個(gè)內(nèi)噴水口之間的間距為2-3cm，內(nèi)噴水口的直徑為2mm。
[0017]作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的擋水板固定裝置包括配重物和吊耳，所述的擋水板外側(cè)圓周上固連有吊耳，該吊耳與配重物通過(guò)鐵絲連接;上述的鐵絲繞過(guò)機(jī)械外箱的上端口將配重物懸掛在機(jī)械外箱外側(cè)，所述的配重物通過(guò)自身重力固定擋水板。