專利名稱：利用鑄鐵軋輥預(yù)熱熱量的熱振復(fù)合時效處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄鐵軋輥時效處理，特別是涉及一種利用鑄鐵軋輥預(yù)熱熱量的熱振復(fù)
合時效處理的方法。
背景技術(shù)：
對于大型鑄鐵軋輥而言，在鑄造成形后及每次使用后都有很大的殘余應(yīng)力，在實 際生產(chǎn)中，為延長鑄鐵軋輥使用壽命，減少斷輥、剝落、裂紋等非正常失效，必須降低和均化 鑄鐵軋輥的殘余應(yīng)力，這種調(diào)整殘余應(yīng)力的過程稱為時效處理。目前采用時效處理的方法 主要有自然時效處理、熱時效處理和振動時效處理三種方法。 自然時效處理簡單而且費用低，實踐證明了自然時效處理對鑄鐵軋輥使用壽命的 提高起到積極的影響，但是采用自然時效處理的周期太長，占地面積大，這對價格昂貴、消 耗量大的大型鑄鐵軋輥而言，須積壓占用大量資金、支付較多利息以及場地、運輸費用。此 外，對鑄鐵軋輥的使用數(shù)量至少需在半年以前做出計劃和安排，遠不適應(yīng)現(xiàn)代大規(guī)模的在 線生產(chǎn)，將被逐步淘汰。 熱時效處理消除殘余應(yīng)力效果好，但是熱時效處理需要浪費大量能源，成本高，而 且污染環(huán)境。特別是對于大型鑄鐵軋輥需要相應(yīng)的大型熱處理爐，甚至由于設(shè)備條件限制 而無法進行熱時效處理。大型鑄鐵軋輥的熱時效處理的周期通常在l-2周以上，雖然比自 然時效處理時間大大縮短，但是處理效率還是很低。熱時效處理的工藝規(guī)范要求緩慢加熱 和緩慢冷卻，如果加熱速度或冷卻速度過快，都將產(chǎn)生新的應(yīng)力，新的應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加 后反而會使鑄鐵軋輥變形或開裂。 振動時效處理的顯著優(yōu)點是處理時間短、費用低、能耗少，而且適應(yīng)性強、操作簡 便、工件表面不產(chǎn)生氧化皮、不損害工件尺寸精度，并且是能夠很方便地根據(jù)需要而進行多 次時效處理的方法，在某些方面正迅速取代傳統(tǒng)的熱時效處理和自然時效處理，并且已在 許多領(lǐng)域獲得了應(yīng)用。目前這種方法存在的問題是如果工藝參數(shù)控制不合適，時效處理效 果應(yīng)力消除比例不大，或者導(dǎo)致材料出現(xiàn)疲勞損傷。對于某些剛度大、固有頻率較高的大型 鑄鐵軋輥，在一定程度上受到激振設(shè)備轉(zhuǎn)速和功率的限制而無法處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用鑄鐵軋輥預(yù)熱熱量的熱振復(fù)合時效 處理的方法，能夠得到最佳的時效處理效果和經(jīng)濟效益。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種利用鑄鐵軋輥預(yù)熱熱量的 熱振復(fù)合時效處理的方法，利用鑄鐵軋輥預(yù)熱熱量及預(yù)熱時間，對其進行振動時效處理，包 括以下步驟(l)將所述的鑄鐵軋輥以一端懸臂式裝在預(yù)熱臺車上，推入預(yù)熱器中；(2)在 所述的鑄鐵軋輥的懸臂一端安裝振動時效處理的夾具和激振器；(3)將鑄鐵軋輥推入預(yù)熱 器中進行預(yù)熱，當(dāng)鑄鐵軋輥預(yù)熱到40(TC時，所述的激振器對所述的鑄鐵軋輥進行激振。
所述的鑄鐵軋輥的熱振復(fù)合時效處理的方法，在所述的步驟(1)中，鑄鐵軋輥的
3一端靠預(yù)熱臺車端部的套環(huán)和支座懸臂安放，輥頭用套環(huán)套住，下面支座支撐輥頸部。
有益效果 由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效 果由于采用熱時效處理和振動時效處理相結(jié)合的復(fù)合時效處理的方法，使得本發(fā)明不僅 發(fā)揮振動時效處理的高效節(jié)能的優(yōu)點和熱時效處理的效果穩(wěn)定的優(yōu)點，而且避免了各種時 效處理的缺點，從而獲得最佳的處理效果和經(jīng)濟效益。因為有意識的充分利用鑄鐵軋輥預(yù) 熱熱量及預(yù)熱時間進行熱振復(fù)合時效處理，在不附加時效處理的能量和時效處理的時間的 基礎(chǔ)上，提高了殘余應(yīng)力降低效果。 在較高溫度下進行振動時效處理，此時材料的屈服強度相對較低，采用較小的激 振力，即可達到降低殘余應(yīng)力的效果，同時可以降低激振器的功率，另外在功率一定的情況 下，還可以提高激振頻率，這對高剛性高固有頻率工件的振動時效處理更為有利。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方式中軋輥預(yù)熱過程中振動時效處理示意圖； 其中，21是激振力，22是預(yù)熱臺車支座，23是鑄鐵軋輥，24是預(yù)熱臺車套環(huán)。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。 本發(fā)明的實施方式涉及一種利用鑄鐵軋輥預(yù)熱熱量的熱振復(fù)合時效處理的方法， 利用鑄鐵軋輥預(yù)熱熱量及預(yù)熱時間，對其進行振動時效處理，包括以下步驟(l)將所述的 鑄鐵軋輥以一端懸臂式裝在預(yù)熱臺車上，推入預(yù)熱器中，其中，鑄鐵軋輥的一端靠預(yù)熱臺 車端部的套環(huán)和支座懸臂安放，輥頭用套環(huán)套住，下面支座支撐輥頸部；(2)在所述的鑄鐵 軋輥的懸臂一端安裝振動時效處理的夾具和激振器；(3)將鑄鐵軋輥推入預(yù)熱器中進行預(yù) 熱，當(dāng)鑄鐵軋輥預(yù)熱到40(TC時，所述的激振器對所述的鑄鐵軋輥進行激振。具體原理和步 驟如下 鑄鐵軋輥軋制時，鑄鐵軋輥正常輥溫要求為450°C 50(TC左右，為了使鑄鐵軋輥 達到其工作溫度，必須有一個使鑄鐵軋輥緩慢升溫的過程。因此鑄鐵軋輥安裝上機以前，都 必須將鑄鐵軋輥進行預(yù)熱。現(xiàn)在各廠大多采用電磁感應(yīng)加熱器來預(yù)熱鑄鐵軋輥，每臺預(yù)熱 器有兩個感應(yīng)線圈，可同時預(yù)熱兩根鑄鐵軋輥。預(yù)熱時先將鑄鐵軋輥裝在預(yù)熱臺車上，然后 將鑄鐵軋輥推進感應(yīng)線圈。預(yù)熱時間一般是10小時左右，到達預(yù)定溫度和時間后，拉出預(yù) 熱臺車，取下鑄鐵軋輥上軋機。采用加熱器預(yù)熱鑄鐵軋輥，加熱比較均勻，鑄鐵軋輥預(yù)熱時 應(yīng)使溫度均勻緩慢升高，否則極易產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，致使輥身產(chǎn)生裂紋或斷輥。
在鑄鐵軋輥預(yù)熱過程中，也是采取熱時效處理和振動時效處理復(fù)合處理的大好時 機。鑄鐵軋輥在預(yù)熱器的臺車上是懸臂安裝的，如圖1所示，鑄鐵軋輥23的一端靠預(yù)熱臺 車端部的套環(huán)24和支座22懸臂安放，輥頭用套環(huán)24套住，下面支座22支撐輥頸部位，鑄 鐵軋輥23懸臂一端的輥頭露在電磁感應(yīng)預(yù)熱器外面，恰好留出了振動時效處理的夾具及激振器的安裝位置，使得激振力21方向垂直于鑄鐵軋輥23。在鑄鐵軋輥預(yù)熱到40(TC后， 進行振動時效處理，然后再將鑄鐵軋輥從預(yù)熱器中取出安裝上機。這樣操作不僅可以在鑄 鐵軋輥第一次預(yù)熱時消除鑄鐵軋輥的鑄造殘余應(yīng)力，而且還可以消除鑄鐵軋輥在上機軋制 過程中及下機冷卻過程中產(chǎn)生的各種殘余應(yīng)力。 不難發(fā)現(xiàn)，由于采用熱時效處理和振動時效處理相結(jié)合的復(fù)合時效處理的方法， 使得本發(fā)明不僅發(fā)揮振動時效處理的高效節(jié)能的優(yōu)點和熱時效處理的效果穩(wěn)定的優(yōu)點，而 且避免了各種時效處理的缺點，從而獲得最佳的處理效果和經(jīng)濟效益。因為有意識的充分 利用鑄鐵軋輥預(yù)熱熱量及預(yù)熱時間進行熱振復(fù)合時效處理，在不附加時效處理的能量和時 效處理的時間的基礎(chǔ)上，提高了殘余應(yīng)力降低效果。 在較高溫度下進行振動時效處理，此時材料的屈服強度相對較低，采用較小的激 振力，即可達到降低殘余應(yīng)力的效果，同時可以降低激振器的功率，另外在功率一定的情況 下，還可以提高激振頻率，這對高剛性高固有頻率工件的振動時效處理更為有利。
權(quán)利要求
一種利用鑄鐵軋輥預(yù)熱熱量的熱振復(fù)合時效處理的方法，其特征在于，利用鑄鐵軋輥預(yù)熱熱量及預(yù)熱時間，對其進行振動時效處理，包括以下步驟(1)將所述的鑄鐵軋輥以一端懸臂式裝在預(yù)熱臺車上，推入預(yù)熱器中；(2)在所述的鑄鐵軋輥的懸臂一端安裝振動時效處理的夾具和激振器；(3)將鑄鐵軋輥推入預(yù)熱器中進行預(yù)熱，當(dāng)鑄鐵軋輥預(yù)熱到400℃時，所述的激振器對所述的鑄鐵軋輥進行激振。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鑄鐵軋輥預(yù)熱熱量的熱振復(fù)合時效處理的方法，其特征 在于，在所述的步驟(1)中，鑄鐵軋輥的一端靠預(yù)熱臺車端部的套環(huán)和支座懸臂安放，輥頭 用套環(huán)套住，下面支座支撐輥頸部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用鑄鐵軋輥預(yù)熱熱量的熱振復(fù)合時效處理的方法，利用鑄鐵軋輥預(yù)熱熱量及預(yù)熱時間，對其進行振動時效處理。由于采用熱時效處理和振動時效處理相結(jié)合的復(fù)合時效處理的方法，使得本發(fā)明不僅發(fā)揮振動時效處理的高效節(jié)能的優(yōu)點和熱時效處理的效果穩(wěn)定的優(yōu)點，而且避免了各種時效處理的缺點，從而獲得最佳的處理效果和經(jīng)濟效益。因為有意識的充分利用鑄鐵軋輥預(yù)熱熱量及預(yù)熱時間，在不附加時效處理的能量和時效處理的時間的基礎(chǔ)上，提高了殘余應(yīng)力降低效果。
文檔編號C21D1/78GK101705350SQ200910198879
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者朱世根, 范金輝, 顧偉生 申請人:東華大學(xué)