H型钢辊环热处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种H型钢辊环热处理工艺，步骤为：H型钢辊环成型后，热开箱，转热处理；球化处理；转冷工切环处理；高温扩散处理；正火处理；回火处理。本发明调整了热处理工序的前后顺序，即将高温扩散的步骤放到冷工切环的步骤之后，但是调整之后，通过冷工切环去除了大量余料以及保护层，减少了工件的厚度，然后只需要4?7小时即可完成高温扩散的环节，时间缩短了大半，且扩散更加充分，基体组织的质量也更好；高温扩散环节的时间缩短之后，玻璃渣经过高温后变成溶液流在热处理炉的台车面上的现象得到有效控制，设备故障减少，延长了设备寿命，降低了运行成本。
【专利说明】
H型钢辊环热处理工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种H型钢辊环热处理工艺，属于热处理工艺技术领域。
【背景技术】
[0002]辊环是H型钢万能乳机的主要零部件，它分为水平辊环和立辊环两种，随着国家高铁的发展和企业转型的深入，对槽钢、工字钢、角钢、U型钢、桥梁轨道的需求越来越大，制造型钢的辊环数量需求也逐步增加。
[0003]H型钢辊环的规格和型号有很多种，但不论那种规格和型号的H型钢辊环，其表面工作层要求具有良好的耐磨性、抗剥落性，常用的表面材料为高碳半钢，其心部要具有一定的硬度和韧性，以达到抵抗热装和使用过程中产生的应力，常用心部材料为石墨钢。
[0004]对H型钢辊环的常用热处理工艺大致有以下几个步骤:
1、H型钢辊环成型后，热开箱转热处理。
[0005]2、高温扩散。辊环浇注后的凝聚过程是一个非平衡的凝聚过程，由于成分中有Cr合金元素，组织偏析较为严重，高温扩散的目的在于清除晶内偏析，成分均匀，改善碳化物的形态分布特征，在800 0C —980 °C可以消除网状和针状的二次碳化物;温度达到1060 V时网状碳化物全部溶解，但组织中还是有粗大块状的一次碳化物。
[0006]3、球化。球化的目的在于降低硬度，改善加工切削性能，获得颗粒状的珠光体组织。
[0007]高温扩散和球化的过程如图1所示。
[0008]4、转冷工切环。
[0009]5、正火。正火的目的是消除网状碳化物，改善针片状、柱状碳化物的形态，使针片状、柱状碳化物断开，变成颗粒状或短棒状，在不影响耐磨性的前提下提高型钢辊环的综合力学性能。
[0010]6、回火。回火是消除组织应力和热应力，获得索氏体组织，达到要求的硬度。
[0011]正火和回火的过程如图2所示。最后所得产品的工作层金相图如图3所示，基体的金相图如图4所示。
[0012]在实际生产作业时，辊环在热开箱后转入热处理执行高温扩散时，由于其表面有3?5_的涂料层，且心部有大量的玻璃保护渣在四周形成了一层保护层，因而辊环工件要达到高温扩散温度的时间以及均温的时间都很漫长，从而导致能耗高，且扩散效果也不是很好，影响了基体组织，对产品质量造成影响;此外，玻璃渣经过高温后变成溶液，极易流在热处理炉的台车面上，损坏电阻带，造成设备故障，减少设备寿命，增加运行成本。
【发明内容】
[0013]本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种H型钢辊环热处理工艺，对现有的工艺进行优化，以减少能耗，缩短处理周期，改善产品性能。
[0014]本发明采用的技术方案是这样的: 一种H型钢辊环热处理工艺，包括以下步骤:
第一步，H型钢辊环成型后，热开箱，转热处理；
第二步，球化处理；
第三步，转冷工切环处理；
第四步，高温扩散处理；
第五步，正火处理；
第六步，回火处理。
[0015]作为优选，第二步，在770_790°C条件下进行球化处理，处理时间为9-11个小时。
[0016]作为优选，第四步，在1020-1060°C条件下进行高温扩散处理，处理时间为4_7个小时。
[0017]作为优选，第五步，在900-920°C条件下进行正火处理，处理时间为4-6小时。
[0018]作为优选，第六步，在490_510°C条件下进行回火处理，处理时间11_13个小时。
[0019]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明调整了热处理工序的前后顺序，即将高温扩散的步骤放到冷工切环的步骤之后，但是调整之后，具有以下效果:
1、先进行球化处理，且球化处理之后即转冷工切环，由于毛坯的利用率本来就只有50-60%，通过冷工切环之后，去除了大量余料以及保护层，减少了工件的厚度，从而有利于接下来的高温扩散处理环节；
2、高温扩散环节的时间，原来需要12小时才能完成;冷工切环后，不再有大量余料耗能，从而有效降低了高温扩散的能耗，传热效果更好，均温时间短，总共只需要4-7小时即可完成高温扩散的环节，时间缩短了大半，且扩散更加充分，基体组织的质量也更好；
3、高温扩散环节的时间缩短之后，玻璃渣经过高温后变成溶液流在热处理炉的台车面上的现象得到有效控制，设备故障减少，延长了设备寿命，降低了运行成本。
【附图说明】
[0020]图1是现有的H型钢辊环热处理工艺的扩散和球化环节。
[0021]图2是现有的H型钢辊环热处理工艺的正火和回火环节。
[0022]图3是现有的H型钢辊环热处理工艺所得产品的工作层金相图(碳化物中有10-15%呈破碎网状、块状、针条状、颗粒状)
图4是现有的H型钢辊环热处理工艺所得产品的基体金相图。
[0023]图5是本发明的工艺流程图。
[0024]图6是本发明工艺所得产品的工作层金相图(碳化物中有12-15%呈破碎网状、块状、针条状、颗粒状)
图7是本发明工艺所得产品的基体金相图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图，对本发明作详细的说明。
[0026]实施例:如图5所示，一种H型钢辊环热处理工艺，包括以下步骤:
第一步，H型钢辊环成型后，热开箱，转热处理；
第二步，在770-790 °(:条件下球化处理，处理时间为9-11个小时； 第三步，转冷工切环处理；
第四步，在1020-1060 °C条件下进行高温扩散处理，处理时间为4-7个小时；
第五步，在900-920 °C条件下进行正火处理，处理时间为4-6小时；
第六步，在490-510 °C条件下进行回火处理，处理时间11-13个小时。
[0027]通过本发明工艺所得产品的工作层金相图如图6所示，基体组织的金相图如图7所示。并且经过硬度检验，本发明工艺所得产品在硬度方面比之原有工艺所得产品略有提高。调整前，工作层的硬度为57-61HSD，心部基体组织的硬度为33-39HSD;调整后，工作层的硬度为61-66HSD，心部基体组织的硬度为38-42HSD。
【主权项】
1.一种H型钢辊环热处理工艺，其特征在于包括以下步骤: 第一步，H型钢辊环成型后，热开箱，转热处理； 第二步，球化处理； 第三步，转冷工切环处理； 第四步，高温扩散处理； 第五步，正火处理； 第六步，回火处理。2.根据权利要求1所述的一种H型钢辊环热处理工艺，其特征在于:第二步，在770-790°C条件下进行球化处理，处理时间为9-11个小时。3.根据权利要求1所述的一种H型钢辊环热处理工艺，其特征在于:第四步，在1020-1060 0C条件下进行高温扩散处理，处理时间为4-7个小时。4.根据权利要求1所述的一种H型钢辊环热处理工艺，其特征在于:第五步，在900-9200C条件下进行正火处理，处理时间为4-6小时。5.根据权利要求1所述的一种H型钢辊环热处理工艺，其特征在于:第六步，在490-510°C条件下进行回火处理，处理时间11-13个小时。
【文档编号】C21D9/40GK106011444SQ201610625490
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月3日
【发明人】付家双, 杨德明, 袁乐
【申请人】成都三强轧辊股份有限公司