全硬化拉矫辊的热处理方法及全硬化拉矫辊

摘要

本发明涉及一种拉矫辊的热处理方法，尤其是全硬化拉矫辊的热处理方法及全硬化拉矫辊。全硬化拉矫辊的热处理方法，包括以下步骤：先对所述拉矫辊进行整体淬火和整体回火，使所述拉矫辊全部硬化，然后对所述拉矫辊的工作辊两端的非工作区进行端部回火，使所述工作辊两端的所述非工作区的硬度小于所述工作辊的所述工作区硬度，且所述非工作区的韧性大于所述工作区的韧性。本发明提供的全硬化拉矫辊的热处理方法将拉矫辊全部硬化，并且工作面的硬度达到HRC63以上，硬度高、耐磨、使用寿命长，并能有效提高板材的表面质量，使用寿命达到普通拉矫辊的两倍以上，降低了生产成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种拉矫辊的热处理方法，尤其是全硬化拉矫辊的热处理方法及全硬化拉矫辊。

背景技术

拉矫机在冷轧厂酸洗线是非常重要设备，它主要作用对板带的板型可以进行拉伸、弯曲、矫正，能使得到板带得到矫直效果，大大改善了板带平直度，获得良好的板型。拉矫机主要依靠拉矫辊进行矫正，但是现有的拉矫辊使用寿命短，需要经常更换，影响生产，造成生产成本较高。

现有的拉矫辊主要通过热处理提高表面硬度来保证使用寿命，有两种处理方法：

一种是用于AISI-D2或Cr12MoV1，工艺流程为：毛胚→粗加工→先调质至HRC30-34→精加工预留尺寸→表面淬火达至硬度HRC63-65→精加工研磨→成品及出货；该虽然表面硬度达至HRC63-65，但是耐磨性差，不耐用，使用寿命较短，通常在3-6个月就需要更换。

另一种是用于60CrMo，工艺流程为：毛胚→粗加工→先调质处理HB240-280(HRC22-28)→表面淬火达至硬度HS85-95(HRC62-67)→淬火层深度2-3mm→表面镀硬铬单边0.08～0.10mm(镀硬铬层)，虽然增加了耐磨性，但是使用一段时间硬铬层磨损，必须重新镀硬铬，成本较高，并且镀硬铬层容易脱落，影响板材矫正的表面质量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种能够将拉矫辊内部全部进行硬化，硬度高、耐磨、使用寿命长、能有效提高板材的表面质量的全硬化拉矫辊的热处理方法，具体技术方案为：

全硬化拉矫辊的热处理方法，包括以下步骤：先对所述拉矫辊进行整体淬火和整体回火，使所述拉矫辊全部硬化，然后对所述拉矫辊的工作辊两端的非工作区进行端部回火，使所述工作辊两端的所述非工作区的硬度小于所述工作辊的所述工作区硬度，且所述非工作区的韧性大于所述工作区的韧性。

优选的，所述整体淬火包括以下步骤：预热、高温加热、冷却、淬火和低温回火，所述高温加热时的温度为1015～1030℃，保温时间为20～30min，所述淬火时进行恒温淬火，所述低温回火两次。

进一步的，所述预热包括依次进行，且温度依次提高的一次恒温预热、二次恒温预热和三次恒温预热：所述一次恒温预热的温度为350～450℃，保温时间为2～3h；所述二次恒温预热的温度为550～650℃，保温时间为1～2h；所述三次恒温预热的温度为750～850℃，保温时间为0.5～1h。

其中，所述一次恒温预热与所述二次恒温预热以及所述二次恒温预热和所述三次恒温预热之间的温差均在180～220℃之间。

优选的，所述冷却时冷却至150～200℃，所述淬火时的淬火温度为150～200℃，保温时间为20～25min。

优选的，所述低温回火的温度为150～200℃，保温时间为2～4h。

优选的，所述整体回火包括以下步骤：回火预热和高温回火；所述回火预热时的温度为350～450℃，时间为2～3h；所述高温回火时的温度为500～525℃，保温时间为2～3h。

优选的，所述高温加热后空气冷却至淬火温度进行淬火；所述淬火后空气冷却至室温进行低温回火；所述低温回火后空气冷却至室温。

优选的，所述端部回火的包括以下步骤：回火预热和高温回火；所述回火预热时的温度为350～450℃，保温时间为2～3h；所述高温回火时的温度为570～590℃，保温时间为2～3h。

全硬化拉矫辊，所述拉矫辊包括工作辊和设置在所述工作辊两端且直径小于所述工作辊的连接轴，所述工作辊上设有工作区和非工作区，所述非工作区位于所述工作辊的两端且与所述所述连接轴连接，所述工作辊的工作区和所述连接轴的硬度不小于HRC63，所述非工作区的硬度为HRC50～55。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明提供的全硬化拉矫辊的热处理方法将拉矫辊全部硬化，并且工作面的硬度达到HRC63以上，硬度高、耐磨、使用寿命长，并能有效提高板材的表面质量，使用寿命达到普通拉矫辊的两倍以上，降低了生产成本。

附图说明

图1是全硬化拉矫辊进行整体淬火的流程图；

图2是全硬化拉矫辊进行整体回火的流程图；

图3是全硬化拉矫辊进行端部回火的流程图；

图4是全硬化拉矫辊的硬度分布图；

图5是直径16的全硬化拉矫辊的检测图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图5所示，全硬化拉矫辊的热处理方法，包括以下步骤：先对拉矫辊进行整体淬火和整体回火，使拉矫辊全部硬化，然后对拉矫辊的工作辊两端的非工作区进行端部回火，使工作辊两端的非工作区的硬度小于工作辊的工作区硬度，且非工作区的韧性大于工作区的韧性。

本发明所说的全硬化是指拉矫辊的表面和芯部的硬度一致，整体实现硬化，例如直径为16的拉矫辊使用至直径5，直径5的拉矫辊的硬度仍然不变，还大于HRC63，可以反复修辊后使用，并且可以将大拉矫机上的大直径的拉矫辊报废后修改成小直径的拉矫辊在小拉矫机上使用，极大的降低了拉矫辊的成本。

拉矫辊包括工作辊和设置在工作辊两端且直径小于工作辊的连接轴。工作辊上包括工作区和非工作区，非工作区位于工作辊的两端。工作辊的工作区用于进行校正板材。

整体淬火包括以下步骤：

预热、高温加热、冷却、淬火和低温回火，高温加热时的温度为1015～1030℃，保温时间为20～30min，淬火时进行恒温淬火，所述低温回火两次。

其中低温回火进行两次。

具体的，预热包括依次进行，且温度依次提高的一次恒温预热、二次恒温预热和三次恒温预热；一次恒温预热的温度为350～450℃，保温时间为2～3h；二次恒温预热的温度为550～650℃，保温时间为1～2h；三次恒温预热的温度为750～850℃，保温时间为0.5～1h。

在不少于一个的实施例中，一次恒温预热与二次恒温预热以及二次恒温预热和三次恒温预热之间的温差均在180～220℃之间。

在不少于一个的实施例中，冷却时冷却至150～200℃，淬火时的淬火温度为150～200℃，保温时间为20～25min；低温回火的温度为150～200℃，保温时间为2～4h。

在不少于一个的实施例中，整体回火包括以下步骤：回火预热和高温回火；回火预热时的温度为350～450℃，保温时间为2～3h；高温回火时的温度为500～525℃，保温时间为2～3h。

在不少于一个的实施例中，高温加热后空气冷却至淬火温度进行淬火；淬火后空气冷却至室温进行低温回火；低温回火后空气冷却至室温。

在不少于一个的实施例中，端部回火的包括以下步骤：回火预热和高温回火；回火预热时的温度为350～450℃，时间为2～3h；高温回火时的温度为570～590℃，时间为2～3h。

全硬化拉矫辊的热处理方法用于采用工具钢制成的拉矫辊热处理，工具钢为GD-2000，GD-2000相当于DC-53。GD-2000的部分化学成分如下表(wt％)：

全硬化拉矫辊，拉矫辊包括工作辊和设置在工作辊两端且直径小于工作辊的连接轴，工作辊上设有工作区和非工作区，非工作区位于工作辊的两端且与连接轴连接，工作辊的工作区和连接轴的硬度不小于HRC63，非工作区的硬度为HRC50～55。

全硬化拉矫辊的加工工艺如下：

毛胚粗加工→整体淬火和整体回火，硬度大于HRC63→工作辊两端的非工作区回火至HRC50～55→粗加工→精加工→研磨→包装→出货。

如图4所示，从工作辊两端的端面向内至20～50mm处为非工作区，工作辊两端的非工作区回火至HRC50～55。

淬硬层深100％，粗加工采用车床，精加工采用磨床研磨，全硬化拉矫辊的加工困难度高于仅进行表面硬化的拉矫辊。

如图1至图3所示，全硬化拉矫辊的热处理方法，包括以下步骤：

S1、预热，一次恒温预热的温度为350～450℃，保温时间为2～3h；

S2、预热，二次恒温预热的温度为550～650℃，保温时间为1～2h；

S3、预热，三次恒温预热的温度为750～850℃，保温时间为0.5～1h。

S4、高温加热，高温加热时的温度为1015～1030℃，保温时间为20～30min；

S5、冷却，空气冷却至150～200℃；

S6、淬火，淬火时的淬火温度为150～200℃，保温时间为20～25min，淬火时采用恒温浴淬火；

S7、冷却，空气冷却至室温；

S8、低温回火，低温回火的温度为150～200℃，保温时间为2～4h，低温回火两次；

S9、冷却，空气冷却至室温；

S10、整体回火，回火预热时的温度为350～450℃，保温时间为2～3h；

S11、整体回火，高温回火时的温度为500～525℃，保温时间为2～3h；

S12、冷却，整体空气冷却至室温；

S13、端部回火，回火预热时的温度为350～450℃，保温时间为2～3h；

S14、端部回火，高温回火时的温度为570～590℃，保温时间为2～3h；

S15、冷却，空气冷却至室温。

实施例

本实施例包括11个实施例，拉矫辊为∮16×981。各个实施例的不同点在于恒温预热的温度和保温时间、高温加热的温度和保温时间、淬火的温度和保温时间、低温回火的温度和保温时间、整体回火的温度和保温时间以及端部回火的温度和保温时间。

图5中1、2和3分布表示测量点。由图5可知，全硬化拉矫辊的热处理方法处理的拉矫辊表面硬度分布均匀，表面光滑，能够保证板材校正后板材表面光滑、无色差、色泽均匀。

全硬化拉矫辊用于窄、宽板拉矫机设备上，直径

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明权利要求的保护范围之内。