一种提升支承辊性能的热处理方法与流程

1.本发明涉及支承辊制造技术领域，尤其是一种提升支承辊性能的热处理方法。


背景技术：

2.支承辊因其超长在机轧制周期，在使用过程中频繁的经受磨损、挤压变形。支承辊的接触疲劳性能和抗事故能力是评价支承辊性能优劣的主要指标。特别是当前轧材品质要求逐步提升，轧制变形抗拉逐步增大，对支承辊的使用性能提出了更高的要求，常规提升支承辊性能的主要方法为增加合金，提升材质牌号。但随着合金含量的提升，支承辊的生产成本显著升高。但材质的提升仅能对支承辊的耐磨性提高有益，对支承辊的接触疲劳性能影响有限。
3.为了更好的适应市场需求，保证支承辊的使用性能，有必要研发一种提升支承辊性能的热处理方法。采用优化热处理工艺参数的方法，在合金含量不增加的条件下，提高了支承辊的接触疲劳性能。


技术实现要素：

4.本发明需要解决的技术问题是提供一种提升支承辊性能的热处理方法，采用优化热处理工艺参数的方法，在合金含量不增加的条件下，提高了支承辊的接触疲劳性能。
5.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
6.一种提升支承辊性能的热处理方法，包括以下步骤：
7.步骤1，辊身制造：采用精炼钢锭生产，钢锭按工艺要求进行加热、锻造制成支承辊锻坯；
8.步骤2，加热淬火：采用感应淬火将支承辊锻坯辊身表层150mm深度范围内快速加热升温，升温至奥氏体化温度并延长保温时间；
9.步骤3，喷水冷却：保温结束后，支承辊锻坯进行喷水冷却至室温；
10.步骤4，回火处理：对喷水冷却至室温的支承辊锻坯进行中温回火处理；
11.步骤5，加工成品：回火处理自然冷却至室温后，按图纸加工成支承辊成品。
12.本发明技术方案的进一步改进在于：步骤2中，加热速度为10℃/min，奥氏体化温度为980～1050℃，奥氏体保温时间设置为100～180min。
13.本发明技术方案的进一步改进在于：步骤3中，回火温度为470～520℃。
14.由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
15.1、本发明通过对支承辊表层150mm深度范围的快速加热避免了热量向心部传递的浪费，同时提升了淬火冷却时心部的冷却速度，提高了淬硬层深度。
16.2、本发明通过大幅度延长奥氏体保温时间(现有技术中保温时间一般为30min左右)，能够使更多的合金融入基体，提升了支承辊的耐磨性和接触疲劳性能。
17.3、本发明在无需提升材质牌号(增加合金)的情况下，通过调整优化热处理工艺参数，提升了支承辊的使用性能，同时使支承辊材质避免了因增加合金而导致生产成本升高
的弊端。
具体实施方式
18.下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
19.一种提升支承辊性能的热处理方法，包括以下步骤：
20.步骤1，辊身制造：采用精炼钢锭生产，钢锭按工艺要求进行加热、锻造制成支承辊锻坯；
21.步骤2，加热淬火：采用感应淬火将支承辊锻坯辊身表层150mm深度范围内以10℃/min的速度快速加热升温至奥氏体化温度980～1050℃，奥氏体保温时间设置为100～180min；
22.步骤3，喷水冷却：保温结束后，支承辊锻坯进行喷水冷却至室温；
23.步骤4，回火处理：对喷水冷却至室温的支承辊锻坯进行中温回火处理；回火温度为470～520℃；
24.步骤5，加工成品：回火处理自然冷却至室温后，按图纸加工成支承辊成品。
25.实施例1
26.一种提升支承辊性能的热处理方法，该支承辊的要求如下：
27.支承辊规格：￠1310
×
1380
×
4970；单重：21吨；辊身硬度要求：hsd60-65。
28.支承辊材质：cr5锻钢。
29.步骤1，辊身制造：采用精炼钢锭生产，钢锭按工艺要求进行加热、锻造制成支承辊锻坯；
30.步骤2，加热淬火：采用感应淬火将支承辊锻坯辊身表层150mm深度范围内快速加热升温至奥氏体化温度并保温；辊身加热速度为10℃/min，奥氏体化温度为980℃，奥氏体保温时间为150min；
31.步骤3，喷水冷却：保温结束后，支承辊锻坯进行喷水冷却至室温；
32.步骤4，回火处理：对喷水冷却至室温的支承辊锻坯进行中温回火处理；回火温度为520℃；
33.步骤5，加工成品：回火处理自然冷却至室温后，按图纸要求加工至成品。
34.实施例2
35.本实施例与实施例1的区别为：
36.步骤2中，奥氏体化温度为1000℃，支承辊的奥氏体保温时间为100min；
37.步骤4中，回火温度为490℃。
38.实施例3
39.本实施例与实施例1的区别为：
40.步骤2中，奥氏体化温度为1020℃，支承辊的奥氏体保温时间为130min；
41.步骤4中，回火温度为470℃。
42.实施例4
43.本实施例与实施例1的区别为：
44.步骤2中，奥氏体化温度为1050℃，支承辊的奥氏体保温时间为180min；
45.步骤4中，回火温度为500℃。
46.对照例
47.本实施例与实施例1的区别为：
48.步骤2，加热淬火：采用感应淬火将支承辊锻坯辊身整体加热升温，升温至奥氏体化温度960℃，奥氏体保温时间为30min；
49.步骤4中，回火温度为540℃。
50.为了验证本发明的优势，在实施例1～4和对照试验的产品最终淬火回火后进行检测，检测项目为：硬度、残余应力接触疲劳。检测结果见表1。
51.表1 实施例与对照例检测结果
[0052][0053]
由上表1可以看出，本发明实施例1～4制备的支承辊的硬度与对照例基本相当，但接触疲劳性能显著提升，即采用支承辊锻坯辊身表层150mm深度范围内以10℃/min的速度快速加热升温至奥氏体化980～1050℃，奥氏体保温时间设置为100～180min，再加上适当的降低回火温度，可有效提升支撑辊的接触疲劳性能。
[0054]
综上所述，本发明通过对支承辊锻坯辊身表层150mm快速升温，调整奥氏体化温度，大幅度延长奥氏体保温时间，再加上适当的降低回火温度，使更多的合金融入基体，在不增加原材料成本的情况下，提升了支承辊的耐磨性和接触疲劳性能。


技术特征：
1.一种提升支承辊性能的热处理方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，辊身制造：采用精炼钢锭生产，钢锭按工艺要求进行加热、锻造制成支承辊锻坯；步骤2，加热淬火：采用感应淬火将支承辊锻坯辊身表层150mm深度范围内快速加热升温，升温至奥氏体化温度并延长保温时间；步骤3，喷水冷却：保温结束后，支承辊锻坯进行喷水冷却至室温；步骤4，回火处理：对喷水冷却至室温的支承辊锻坯进行中温回火处理；步骤5，加工成品：回火处理自然冷却至室温后，按图纸加工成支承辊成品。2.根据权利要求1所述的一种提升支承辊性能的热处理方法，其特征在于：步骤2中，加热速度为10℃/min，奥氏体化温度为980~1050℃，奥氏体保温时间设置为100~180min。3.根据权利要求1所述的一种提升支承辊性能的热处理方法，其特征在于：步骤3中，回火温度为470~520℃。

技术总结
本发明公开了一种提升支承辊性能的热处理方法，属于支承辊制造技术领域，包括：步骤1，辊身制造：采用精炼钢锭生产，钢锭按工艺要求进行加热、锻造制成支承辊锻坯；步骤2，加热淬火：采用感应淬火将支承辊锻坯辊身表层150mm深度范围内以10℃/min的速度快速加热至奥氏体化温度980~1050℃，奥氏体保温时间为100~180min；步骤3，喷水冷却：保温结束后，支承辊锻坯进行喷水冷却至室温；步骤4，回火处理：对冷却至室温的支承辊锻坯进行中温回火处理；回火温度为470~520℃；步骤5，加工成品：回火处理自然冷却至室温后，按图纸要求加工至成品。本发明在合金含量不增加的条件下，提高了支承辊的接触疲劳性能。接触疲劳性能。


技术研发人员：韩维国 梁建立
受保护的技术使用者：中钢集团邢台机械轧辊有限公司
技术研发日：2021.12.09
技术公布日：2022/4/15