大型锻钢支承辊热处理方法.pdf

本发明公开了一种大型锻钢支承辊热处理方法，包括整体加热淬火和差温回火，差温回火如下：首先，在大型锻钢支承辊的辊身部位包裹石棉；然后，在包裹石棉的辊身表面放置三至六支热电偶，同时在辊身两端的辊颈根部以及辊颈外侧均各放置一支热电偶；接着在500～600℃的温度下进行差温回火96～108h，期间通过热电偶实时监测辊身部位和辊颈部位的温度并控制它们的温度差为80℃～150℃；最后，缓慢冷却至200℃以下出炉并空冷。本发明只需一道热处理工序即可使大型锻钢支承辊的辊身和辊颈分别达到相关要求，并且辊身与辊颈过渡处硬度缓慢过渡，这样不仅简化了工艺流程，缩短了生产周期，提高了生产效率，而且降低了生产成本。

权利要求书
1.  一种大型锻钢支承辊热处理方法，其特征在于包括整体加热淬火和差温回火；所述差温回火如下：
首先，在大型锻钢支承辊的辊身部位包裹石棉；
然后，在包裹石棉的辊身表面放置三至六支热电偶，同时在辊身两端的辊颈根部以及辊颈外侧均各放置一支热电偶；
接着，在500～600℃的温度下进行差温回火96～108h，期间通过热电偶实时监测辊身部位和辊颈部位的温度并控制它们的温度差为80℃～150℃；
最后，缓慢冷却至200℃以下出炉并空冷。

2.  根据权利要求1所述的大型锻钢支承辊热处理方法，其特征在于：所述整体加热淬火是先加热至300～350℃保温6～10h，然后加热至600～650℃保温12～20h，接着加热至880～950℃保温16～28h，最后喷雾冷却或油冷。

3.  根据权利要求1或2所述的大型锻钢支承辊热处理方法，其特征在于：还包括在整体加热淬火之后、差温回火之前进行整体回火；所述整体回火温度为350～550℃，时间为50～100h。

说明书大型锻钢支承辊热处理方法
技术领域
本发明属于热处理技术领域，具体涉及一种大型锻钢支承辊热处理方法。
背景技术
大型锻钢支承辊是现代轧钢设备的核心功能部件，主要承受工作辊或中间辊的轧制负荷。随着轧机的不断发展改进，轧机的轧制压力不断加大，轧制压下的行程不断增加，使得大型锻钢支承辊的辊身表面压力不断增大、轴颈弯矩不断增大，从而使得大型锻钢支承辊需要能够承受更恶劣的轧制工况。
大型锻钢支承辊的辊颈表面硬度要求一般为35～50HSD，辊身表面硬度要求≥55HSD，而现有工艺均需要通过两道热处理工序才能达到上述要求，也即，先通过预备热处理（对辊身和辊颈同时进行整体加热、整体冷却以及整体回火）将大型锻钢支承辊的辊身表面硬度和辊颈表面硬度同时达到35～50HSD，然后再通过最终热处理（只对辊身进行加热、冷却以及回火）使大型锻钢支承辊的辊身表面硬度≥55HSD。
一方面，两道热处理工序不仅导致生产周期较长，而且工艺方法也较为复杂，在实施过程中需要较多的操作人员及工艺人员配合，导致其在现代化大规模生产过程中，容易形成生产瓶颈，降低生产效率并且耗费大量的生产成本。
另一方面，随着大型锻钢支承辊的不断发展，其辊身长度不断增加，而现有的加热设备（如差温炉、整体感应淬火机床）由于规格限制，无法满足这些辊身长度较长的大型锻钢支承辊整个辊身的有效加热从而导致无法生产。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种只需一道热处理工序即能够使大型锻钢支承辊辊身和辊颈分别达到相关要求的大型锻钢支承辊热处理方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种大型锻钢支承辊热处理方法，包括整体加热淬火和差温回火。
所述整体加热淬火是先加热至300～350℃保温6～10h，然后加热至600～650℃保温12～20h，接着加热至880～950℃保温16～28h，最后喷雾冷却或油冷。
所述差温回火如下：
首先，在大型锻钢支承辊的辊身部位包裹石棉；
然后，在包裹石棉的辊身表面放置三至六支热电偶，同时在辊身两端的辊颈根部以及辊颈外侧均各放置一支热电偶；
接着，在500～600℃的温度下进行差温回火96～108h，期间通过热电偶实时监测辊身部位和辊颈部位的温度并控制它们的温度差为80℃～150℃；
最后，缓慢冷却至200℃以下出炉并空冷。
为了进一步提高热处理后的大型锻钢支承辊的辊身硬度均匀性，本发明的大型锻钢支承辊热处理方法还包括在整体加热淬火之后、差温回火之前进行整体回火；所述整体回火温度为350～550℃，时间为50～100h。
本发明具有的积极效果：（1）本发明的方法先通过预备热处理使得大型锻钢支承辊辊身和辊颈硬度均达到55HSD以上，然后再通过差温回火使辊颈硬度降至35～50HSD，这样只需一道热处理工序即可使大型锻钢支承辊的辊身和辊颈分别达到相关要求，并且辊身与辊颈过渡处硬度缓慢过渡。（2）本发明的热处理方法不仅简化了工艺流程，缩短了生产周期，提高了生产效率，而且降低了生产成本，尤其是还能够较准确地控制产品硬化区域范围，操作简单，实施方便。（3）本发明的热处理方法特别是不会受到大型锻钢支承辊辊身长度的限制，不管是常规辊身尺寸的大型锻钢支承辊还是较长尺寸的大型锻钢支承辊，本发明的热处理均能够适用。
附图说明
图1为实施例1的热处理方法示意图。
图2为实施例3的热处理方法示意图。
图3为本发明的差温回火中的辊身包棉示意图。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例采用的大型锻钢支承辊是辊身直径为Ф1520mm的Cr5支承辊。
该大型锻钢支承辊的辊身表面硬度要求为55～60HSD，辊颈表面硬度要求为40～45HSD。
本实施例的大型锻钢支承辊的热处理方法参见图1，包括：
①整体加热淬火：先将大型锻钢支承辊加热（≤30℃/h）至300～350℃保温6～10h（本实施例为8h），然后加热至600～650℃保温12～20h（本实施例为16h），接着加热至880～950℃保温16～28h（本实施例为20h），最后喷雾冷却或者油冷。
②整体回火：将大型锻钢支承辊先加热（≤30℃/h）至250～300℃保温10～16h（本实施例为12h），再加热至350～550℃（本实施例为450℃±10℃）进行整体回火50～100h（本实施例为80h），最后缓慢冷却（≤10℃/h）至200℃以下出炉，并空冷至室温。
③差温回火：
首先，见图3，在大型锻钢支承辊1的辊身部位11包裹石棉2，并辅以轴向等距离的钢带捆绑，大型锻钢支承辊1的辊颈部位12则露在外面，这样能够保证辊身部位11具有较高的隔热性能。
然后，在包裹石棉的辊身表面视辊身长度放置五支热电偶3，同时在辊身两端的辊颈根部（与最边缘的包棉相切处）以及辊颈外侧均各放置一支热电偶3，热电偶呈轴向放置，这样不会影响辊身包裹部位的隔热性。
接着，将大型锻钢支承辊先加热（≤30℃/h）至250～300℃保温10～16h（本实施例为12h），再加热至500～600℃（本实施例为500℃±10℃）进行差温回火96～108h（本实施例为102h）。
期间，通过热电偶3实时监测辊身部位11和辊颈部位12的温度情况，并通过热源控制它们的温度差为80℃～150℃。
最后，缓慢冷却至200℃以下出炉，并空冷至室温。
经过上述热处理工艺处理后，该大型锻钢支承辊辊身表面硬度为56～59HSD，辊身与辊颈圆弧过渡处（靠近辊颈根部）以及辊颈表面硬度均为41～45HSD。
（实施例2）
本实施例采用的大型锻钢支承辊是辊身直径为Ф1250mm的Cr3支承辊。
该大型锻钢支承辊的辊身表面硬度要求为60～65HSD，辊颈硬度要求为45～50HSD。
本实施例的热处理方法与实施例1相同。
经过上述热处理工艺处理后，该大型锻钢支承辊辊身表面硬度为62～65HSD，辊身与辊颈圆弧过渡处（靠近辊颈根部）以及辊颈表面硬度均为45～49HSD。
（实施例3）
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于整体加热淬火之后直接进行差温回火，也即省去整体回火，具体方法参见图2。
经过上述热处理工艺处理后，该大型锻钢支承辊辊身表面硬度为55～60HSD，辊身与辊颈圆弧过渡处（靠近辊颈根部）以及辊颈表面硬度均为41～45HSD。
对比实施例1和实施例3可以看出，省去整体回火也能够使大型锻钢支承辊的辊身和辊颈分别达到相关要求，但是辊身硬度均匀性相对较差一些。
（实施例4）
本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于整体加热淬火之后直接进行差温回火，也即省去整体回火。
经过上述热处理工艺处理后，该大型锻钢支承辊辊身表面硬度为60～65HSD，辊身与辊颈圆弧过渡处（靠近辊颈根部）以及辊颈表面硬度均为45～49HSD。