一种莱氏体钢高耐磨性压辊壳制造方法与流程

本发明涉及金属材料领域，具体为一种莱氏体钢高耐磨性压辊壳制造方法。

背景技术：

压辊壳是制粒机的易损件，压辊壳的结构是圆环件，有端面、外圆、内孔，外圆加工有送料结构，送料结构有凹槽或盲孔两种形式，内孔有装配用卡簧槽，压辊壳在制粒机中的作用是在环模内壁相对滚动，将饲料或木屑、或秸秆等从环模的孔里挤出，形成颗粒，压辊壳的主要失效模式是与饲料或木屑、或秸秆等需制粒的原料之间滚压造成的磨损。

但是目前市场上现生产压辊壳坯料是锻钢件，所用材质是含碳0.15%~0.25%的低碳低合金渗碳钢、或含碳0.9%~1.1%的合金轴承钢、或含碳0.5%~0.7%的合金弹簧钢，所用渗碳钢最终热处理工艺是渗碳淬火和低温回火，所用轴承钢或弹簧钢热处理工艺是淬火和低温回火，不具有良好的耐磨性，以及使用寿命短，同时在对压辊壳进行车加工时，不能有效的对车床内部碎屑进行收集和清理。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种莱氏体钢高耐磨性压辊壳制造方法，以解决上述背景技术中的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种莱氏体钢高耐磨性压辊壳制造方法，压辊壳材质选用莱氏体钢钢锭或锻材，所述莱氏体钢化学成分为含碳1.2%~2.3%，含铬3.5%~13%，其余为硅、锰、铁、钼、钒、钨、杂质元素，代表牌号有gb/t1299-2014中的cr8、cr12、cr5mo1v、cr12w、cr12mov、cr12mo1v1，制造方法包括步骤一，下料；步骤二，锻造；步骤三，退火；步骤四，机加工；步骤五，淬火和低温回火；步骤六，磨内孔；

在所述步骤一中，使用莱氏体钢整体锻造压辊壳毛坯，用锯床按照工艺要求重量进行下料；

在所述步骤二中，原材料加热在天然气炉进行，采用分段加热，装炉炉温500-700℃，预热3.5小时以上，以小于200℃/h的速度加热到850℃，等温2小时，以小于200℃/h的速度加热到1150-1200℃，保温时间按钢材有效截面0.5-0.8min/mm计算，锻造成型过程在两台锻造设备上进行，一台放置砧板，另一台放置马架，采用三个方向拔长、镦粗，总锻造比大于8，始锻温度1130℃-1180℃，终锻温度900℃-950℃，第一火在放置砧板的锻造设备上，先对原材料x方向拔长，拔长比1.5-2.5，然后进行x方向镦粗，镦粗比1.5-2.5；对原材料y方向拔长，拔长比1.5-2.5，然后进行y方向镦粗，镦粗比1.5-2.5；坯料重新放入天然气炉重新加热到1150-1200℃保温2小时，第二火z方向拔长，拔长比2-3，然后进行z方向镦粗，镦粗到成品高度并倒圆成圆柱形，使用冲头在锻坯中心冲通孔，直径80-130mm，将冲好孔的锻坯重新放入天然气炉重新加热到1150-1200℃保温1.5-2.5小时，转移到放有马架的锻造设备上，芯棒穿过锻坯孔放在马架上锻打扩孔，转移到放有砧板的锻造设备上，精整到压辊壳锻造最终尺寸，压辊壳锻后先采用空冷，使温度到600~650℃，然后炉冷到150℃以下出炉；

在所述步骤三中，将压辊壳坯放置于台车炉中进行退火，退火采用分段加热，先加热到620℃等温2小时，以小于200℃的速度加热到840-900℃，保温时间按压辊壳锻坯有效截面1.2~2.0min/mm计算，退火采用炉冷，冷却到700-740℃等温2.5-3.5小时，炉冷至500℃以下出炉，硬度达到200-280hbw要求范围；

在所述步骤四中，用车床加工压辊壳的外圆直径，内孔直径，端面，内孔两端加工两个卡簧槽，外圆要求加工凹槽的，使用滚齿机和专用刀具进行开槽，或外圆要求钻孔的，使用钻床进行钻孔；

在所述步骤五中，将压辊壳装在多用炉料盘上，送入多用炉开始加热，在加热过程和达到加热温度20分钟内，通入碳势为0.6%的保护气氛，加热温度设置为980-1040℃，保温时间按压辊壳锻坯有效截面1.2~2.0min/mm计算，保温阶段通入碳势为1.2-1.4%的保护气氛，保温结束降温到920-950℃保温1小时，出炉入油淬火，将淬火后的压辊壳放置于回火炉中进行低温回火，回火温度在180-280℃，保温时间2-5小时，空冷到室温，由于莱氏体钢回火有二次硬化现象，可用多次回火，根据材料的不同，来判断是否进行二次或三次回火，回火后硬度在58-63hrc；

在所述步骤六中，使用内圆磨床将压辊壳内孔直径磨削到装配尺寸。

作为本发明进一步的方案：所述步骤四中车床包括车床本体、废料口、滑槽、移动板、滑块、把手、筛网、弹簧、安装槽和高频震动器，所述车床本体一侧板面开设有废料口，所述车床本体一侧板面位于废料口两侧均安装有滑槽，所述滑槽内部设置有移动板，所述移动板两侧均固定安装有滑块，且滑块与滑槽配合，所述移动板外侧板面固定安装有把手，所述车床本体内部设置有筛网，且筛网与水平线之间的夹角为30°，且筛网一端延伸至废料口处，所述车床本体内壁两侧沿筛网长度方向均开设有安装槽，两所述安装槽内部一侧均固定安装有弹簧，所述弹簧另一端与筛网外侧固定连接，所述筛网底部固定安装有高频震动器。

作为本发明进一步的方案：所述车床本体底部四周均安装有橡胶块，所述车床本体与橡胶块顶端通过强力胶粘接。

作为本发明进一步的方案：所述把手外侧套接有硅胶套，所述硅胶套外侧设置有防滑纹。

作为本发明进一步的方案：所述把手外侧设置有加强筋。

作为本发明进一步的方案：所述车床本体与滑槽通过螺栓固定连接。

本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便，使用莱氏体钢整体锻造压辊壳毛坯，锻造采用三个方向拔长、镦粗，锻造比大于8的目的是将莱氏体钢材料中的网状共晶碳化物打碎成半网状或颗料状，与退火配合改善机加工性能，为最终热处理做准备，机加工后进行淬火和低温回火热处理，使最终成品的金相组织为回火马氏体、碳化物和残余奥氏体，其中碳化物包括共晶碳化物和共析碳化物，利用共晶碳化物的高耐磨性提高压辊壳的耐磨性，延长压辊壳的使用寿命，机加工后的碎屑落入车床本体内部，碎屑落入筛网上，启动高频震动器，使高频震动器带动筛网震动，筛网将冷却液中混合的碎屑过滤出来，并将碎屑通过震动输送至废料口处，通过操作把手将移动板打开，从而将对碎屑进行清理。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明工艺流程图；

图2为本发明所用车床正视图；

图3为本发明所用车床高频震动器安装结构图；

图4为本发明所用车床筛网安装结构图；

图中：1、车床本体；2、废料口；3、滑槽；4、移动板；5、滑块；6、把手；7、筛网；8、弹簧；9、安装槽；10、高频震动器。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，一种莱氏体钢高耐磨性压辊壳制造方法。

实施例1：

一种莱氏体钢高耐磨性压辊壳制造方法，包括步骤一，下料；步骤二，锻造；步骤三，退火；步骤四，机加工；步骤五，淬火和低温回火；步骤六，磨内孔；

制造11133-v/c型号压辊壳，所用莱氏体钢材料牌号为cr12mov，化学成份为碳（c）=1.45-1.70%、硅（si）≤0.40%、锰（mn）≤0.40%、磷（p）≤0.025%、硫（s）≤0.025%、铬（cr）=11.00-12.50%、钼（mo）=0.40-0.60%、钒（v）=0.15-0.30%，其余为铁和杂质元素；

在步骤一中，使用莱氏体钢整体锻造压辊壳毛坯用锯床下料，重量为190kg，尺寸为x=340mm，y=340mm，z=220mm；

在步骤二中，原材料加热在天然气炉进行，采用分段加热，装炉炉温500-700℃，预热3.5小时以上，以小于200℃/h的速度加热到850℃，等温2小时，以小于200℃/h的速度加热到1200℃，保温3.5小时后锻造，将加热好的原材料放在2吨液压锤的下砧板上，先对原材料x方向拔长，拔长比1.9，然后进行x方向镦粗，镦粗比2.1；对原材料y方向拔长，拔长比1.8，然后进行y方向镦粗，镦粗比2.1；坯料重新放入天然气炉重新加热到1200℃保温2小时，第二火z方向拔长，拔长比2.3，然后进行z方向镦粗，镦粗到成品高度并倒圆成圆柱形，使用冲头在锻坯中心冲通孔，直径80mm，将冲好孔的锻坯重新放入天然气炉重新加热到1200℃保温2小时，转移到放有马架的1.5吨液压锤上，芯棒穿过锻坯孔放在马架上锻打扩孔到230mm，转移到2吨液压锤的下砧板上，精整到压辊壳坯锻造最终尺寸，锻后的材料先采用空冷，使温度到600~650℃，然后炉冷到150℃以下出炉；

在步骤三中，将压辊壳坯放置于台车炉中进行退火，退火采用分段加热，先加热到620℃等温2小时，以小于200℃的速度加热到890℃，保温时间按压辊壳锻坯有效截面1.2~2.0min/mm计算，确定为5小时，退火采用炉冷，冷却到740℃等温3.5小时，炉冷至500℃以下出炉，硬度达到242hbw，在要求的硬度范围内；

在步骤四中，用车床加工压辊壳的外圆直径到448mm，内孔直径到249.2mm，端面高度为154.3mm，内孔两端加工两个卡簧槽，外圆要求加工凹槽，使用滚齿机和专用刀具进行开槽；

其中，车床包括车床本体1、废料口2、滑槽3、移动板4、滑块5、把手6、筛网7、弹簧8、安装槽9和高频震动器10，车床本体1一侧板面开设有废料口2，车床本体1一侧板面位于废料口2两侧均安装有滑槽3，滑槽3内部设置有移动板4，移动板4两侧均固定安装有滑块5，且滑块5与滑槽3配合，移动板4外侧板面固定安装有把手6，车床本体1内部设置有筛网7，且筛网7与水平线之间的夹角为30°，且筛网7一端延伸至废料口2处，车床本体1内壁两侧沿筛网7长度方向均开设有安装槽9，两安装槽9内部一侧均固定安装有弹簧8，弹簧8另一端与筛网7外侧固定连接，筛网7底部固定安装有高频震动器10，车床本体1对压辊壳进行加工时，车床本体1对压辊壳喷淋冷却液，加工后的碎屑落入车床本体1内部，碎屑落入筛网7上，启动高频震动器10，使高频震动器10带动筛网7震动，筛网7将冷却液中混合的碎屑过滤出来，并将碎屑通过震动输送至废料口2处，通过操作把手6将移动板4打开，从而将对碎屑进行清理；

其中，车床本体1底部四周均安装有橡胶块，车床本体1与橡胶块顶端通过强力胶粘接，更好的使车床本体1底部具有一定的减震效果；

其中，把手6外侧套接有硅胶套，硅胶套外侧设置有防滑纹，更好的增大把手6表面的摩擦力，从而便于工作人员进行操作；

其中，把手6外侧设置有加强筋，更好的增加把手6强度，延长其使用寿命；

其中，车床本体1与滑槽3通过螺栓固定连接，更好的使车床本体1与滑槽3紧密连接，以及便于拆卸和安装；

在步骤五中，将压辊壳装在多用炉料盘上，送入多用炉开始加热，在加热过程和达到加热温度20分钟内，通入碳势为0.6%的保护气氛，加热温度设置为1040℃，保温3小时，保温阶段通入碳势为1.2%的保护气氛，保温结束降温到950℃保温1小时，出炉入油淬火，将淬火后的压辊壳放置于回火炉中进行低温回火，第一次回火温度在220℃，保温时间3小时，空冷到室温进行第二次回火，第二次回火温度为220℃，保温时间3小时，空冷到室温进行第三次回火，第三次回火温度为200℃，保温时间4小时，出炉空冷；

在步骤六中，使用内圆磨床将压辊壳内孔直径磨削到250mm。

实施例2：

一种莱氏体钢高耐磨性压辊壳制造方法，包括步骤一，下料；步骤二，锻造；步骤三，退火；步骤四，机加工；步骤五，淬火和低温回火；步骤六，磨内孔；

制造x9230-4a-v/d型号压辊壳，所用莱氏体钢材料牌号为cr12，化学成份为碳（c）=2.00-2.30%、硅（si）≤0.40%、锰（mn）≤0.40%、磷（p）≤0.025%、硫（s）≤0.025%、铬（cr）=11.50-13.00%，其余为铁和杂质元素；

在步骤一中，使用莱氏体钢整体锻造压辊壳毛坯用锯床下料，重量为205kg，尺寸为x=340mm，y=340mm，z=230mm；

在步骤二中，原材料加热在天然气炉进行，采用分段加热，装炉炉温500-700℃，预热3.5小时以上，以小于200℃/h的速度加热到850℃，等温2小时，以小于200℃/h的速度加热到1160℃，保温4小时后锻造，将加热好的原材料放在2吨液压锤的下砧板上，先对原材料x方向拔长，拔长比1.7，然后进行x方向镦粗，镦粗比1.9；对原材料y方向拔长，拔长比2.0，然后进行y方向镦粗，镦粗比2.3；坯料重新放入天然气炉重新加热到1160℃保温2小时，第二火z方向拔长，拔长比2.7，然后进行z方向镦粗，镦粗到成品高度并倒圆成圆柱形，使用冲头在锻坯中心冲通孔，直径110mm，将冲好孔的锻坯重新放入天然气炉重新加热到1160℃保温2小时，转移到放有马架的1.5吨液压锤上，芯棒穿过锻坯孔放在马架上锻打扩孔到250mm，转移到2吨液压锤的下砧板上，精整到压辊壳坯锻造最终尺寸，锻后的材料先采用空冷，使温度到600~650℃，然后炉冷到150℃以下出炉；

在步骤三中，将压辊壳坯放置于台车炉中进行退火，退火加热温度840℃，退火加热在620℃等温2小时，以小于200℃的速度加热到840℃，保温时间按压辊壳锻坯有效截面1.2~2.0min/mm计算，确定为5.5小时，退火采用炉冷，冷却到700℃等温2.5小时，炉冷至500℃以下出炉，硬度达到228hbw，在要求的硬度范围内；

在步骤四中，用车床加工压辊壳的外圆直径到405mm，内孔直径到269mm，端面高度为240mm，内孔两端加工两个卡簧槽，外圆要求钻φ8的孔，使用钻床进行钻孔；

其中，车床包括车床本体1、废料口2、滑槽3、移动板4、滑块5、把手6、筛网7、弹簧8、安装槽9和高频震动器10，车床本体1一侧板面开设有废料口2，车床本体1一侧板面位于废料口2两侧均安装有滑槽3，滑槽3内部设置有移动板4，移动板4两侧均固定安装有滑块5，且滑块5与滑槽3配合，移动板4外侧板面固定安装有把手6，车床本体1内部设置有筛网7，且筛网7与水平线之间的夹角为30°，且筛网7一端延伸至废料口2处，车床本体1内壁两侧沿筛网7长度方向均开设有安装槽9，两安装槽9内部一侧均固定安装有弹簧8，弹簧8另一端与筛网7外侧固定连接，筛网7底部固定安装有高频震动器10，车床本体1对压辊壳进行加工时，车床本体1对压辊壳喷淋冷却液，加工后的碎屑落入车床本体1内部，碎屑落入筛网7上，启动高频震动器10，使高频震动器10带动筛网7震动，筛网7将冷却液中混合的碎屑过滤出来，并将碎屑通过震动输送至废料口2处，通过操作把手6将移动板4打开，从而将对碎屑进行清理；

其中，车床本体1底部四周均安装有橡胶块，车床本体1与橡胶块顶端通过强力胶粘接，更好的使车床本体1底部具有一定的减震效果；

其中，把手6外侧套接有硅胶套，硅胶套外侧设置有防滑纹，更好的增大把手6表面的摩擦力，从而便于工作人员进行操作；

其中，把手6外侧设置有加强筋，更好的增加把手6强度，延长其使用寿命；

其中，车床本体1与滑槽3通过螺栓固定连接，更好的使车床本体1与滑槽3紧密连接，以及便于拆卸和安装；

在步骤五中，将压辊壳装在多用炉料盘上，送入多用炉开始加热，在加热过程和达到加热温度20分钟内，通入碳势为0.6%的保护气氛，加热温度设置为980℃，保温3.5小时，保温阶段通入碳势为1.4%的保护气氛，保温结束降温到920℃保温1小时，出炉入油淬火，将淬火后的压辊壳放置于回火炉中进行低温回火，第一次回火温度在210℃，保温时间3小时，空冷到室温进行第二次回火，第二次回火温度为190℃，保温时间4小时，出炉空冷；

在步骤六中，使用内圆磨床将压辊壳内孔直径磨削到270mm。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。