一種超高硬度有色金屬冷軋輥的熱處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超高硬度有色金屬冷軋輥的熱處理方法，該熱處理方法步驟如下：a、首先將軋輥放入預熱爐中在220～250℃的溫度下預熱；b、接著軋輥安裝于淬火機床對輥身進行轉(zhuǎn)動噴水淬火，淬火機床的工作參數(shù)為：淬火溫度900～950℃、淬火水溫度15～25℃、淬火水壓0.15～0.30MPa；c、淬火后進行-120～-180℃的超低溫深冷處理；d、深冷處理后將軋輥吊入加熱爐進行100～120℃回火，回火時間不低于72h；e、對回火后的軋輥進行輥身表面硬度檢測合格后，即制的所需的超高硬度有色金屬冷軋輥。本發(fā)明制得的軋輥表面硬度達到102-105HSD、硬度均勻性≤1HSD且淬硬層深度達到20mm以上。
【專利說明】一種超高硬度有色金屬冷軋輥的熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超高硬度冷軋輥的熱處理工藝技術(shù)，特別是用于鋁箔軋制行業(yè)的冷軋輥，具體地說是一種使表面硬度達到102-105HSD、硬度均勻性< IHSD以及淬硬層深度達到20mm以上的含3%Cr材料的超高硬度有色金屬冷軋輥的熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁箔因其優(yōu)良的特性，廣泛用于食品飲料、汽車工業(yè)、醫(yī)藥、電子工業(yè)以及日用品等。隨著生活水平的提高，人們對鋁箔的需求將會不斷的增長，顯示出它廣闊的應用前景，鋁箔工業(yè)也會面臨一個高速的發(fā)展時期。軋制鋁箔對軋輥本身的性能的要求極高(特別是表面硬度、硬度均勻性)。目前鋁箔軋輥大部分采用3%Cr或5%Cr材料，國內(nèi)生產(chǎn)的3%Cr的有效淬硬層深度一般在15mm左右，表面硬度只能達到98-102HSD且硬度均勻性一般在2HSD左右。有效淬硬層深度要求20mm以上的軋輥就必須選擇價格更高的5%Cr材料制造。目前國內(nèi)所使用的此類軋輥大部分依賴進口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本 發(fā)明的目的是針對目前所存在的3%Cr輥淬硬層深度問題，提供一種使表面硬度達到102-105HSD、硬度均勻性< IHSD以及淬硬層深度達到20mm以上的含3%Cr材料的超高硬度有色金屬冷軋輥的熱處理方法。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案解決的:
一種超高硬度有色金屬冷軋輥的熱處理方法，其特征在于:該冷軋輥的成分及其重量百分比為:2.80-3.20% 的 Cr,0.90-1.0% 的 C，0.30-0.50% 的 Si,0.20-0.50% 的 Mn,
0.10-0.30% 的 Ni, 0.20-0.40% 的 Mo, 0.10-0.20% 的 V, ( 0.015% 的 S、P，其余成分為 Fe，各成分的重量百分比之和為100% ;該冷軋輥的熱處理方法步驟如下:
a、首先將軋輥放入預熱爐中，在220~250°C的溫度下進行預熱；
b、將預熱好的軋輥安裝于淬火機床對輥身進行轉(zhuǎn)動噴水淬火，淬火機床的工作參數(shù)為:淬火溫度為900~950°C、淬火水溫度為15~25°C、淬火水壓為0.15~0.30MPa ；
C、淬火完成后吊入冷處理設(shè)備進行-120~_180°C的超低溫深冷處理；
d、深冷處理完成后待軋輥溫度回升至室溫時，將軋輥吊入加熱爐進行100~120°C回火，回火時間不低于72h ；
e、對回火后的軋輥進行輥身表面硬度檢測合格后，即制的所需的超高硬度有色金屬冷軋輥。
[0005]所述步驟a中的軋輥預熱時間不少于12h。
[0006]所述步驟b中的軋輥在噴水淬火時，軋輥旋轉(zhuǎn)速度為30~35r/min，軋輥移動速度為 30 ~42mm/miη。
[0007]所述步驟b中的軋輥在淬火結(jié)束后進行冷卻，蓄冷時間為45~80min。
[0008]所述步驟c中的超低溫深冷處理時間不少于2h。[0009]軋輥在熱處理之前要對毛坯進行粗加工和調(diào)質(zhì)處理，使得調(diào)質(zhì)硬度達到40-50HSD，然后對調(diào)質(zhì)后的軋輥進行半精加工使得輥身直徑磨削至設(shè)定的尺寸。
[0010]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點:
本發(fā)明通過預熱、淬火、超低溫深冷處理、低溫回火處理后使得含3%Cr材料的軋輥淬硬層深度達到20mm以上，接近含5%Cr材料的軋輥淬硬層深度；同時在較高的淬火溫度下軋輥材料的奧氏體化更充分，使得軋輥的硬度均勻性可以達到< 1HSD。
[0011]本發(fā)明的熱處理工藝通過高溫加熱提高了基體固溶碳量，增加了淬火后的殘余奧氏體量，再經(jīng)過-120~-180°c的超低溫深冷處理，提高了材料顯微組織中馬氏體的含量，從而使含3%Cr材料的軋輥硬度提高至102HSD以上。
[0012]本發(fā)明的軋輥通過預熱、淬火、超低溫深冷處理、低溫回火處理后，使得含3%Cr材料的軋輥性能達到了含5%Cr材料的軋輥性能，降低了使用成本。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0014]一種超高硬度有色金屬冷軋輥的熱處理方法，該冷軋輥的成分及其重量百分比為:2.80-3.20% 的 Cr,0.90-1.0% 的 C，0.30-0.50% 的 Si,0.20-0.50% 的 Mn,0.10-0.30%的Ni,0.20-0.40%的Mo,0.10-0.20%的V，( 0.015%的S、P，其余成分為Fe，各成分的重量百分比之和為100% ;該冷軋輥的熱處理方法步驟如下:a、首先將軋輥放入預熱爐中，在220~250°C的溫度下進行預熱，且預熱時間不少于12h ;b、將預熱好的軋輥安裝于淬火機床對輥身進行轉(zhuǎn)動噴水淬火，淬火機床的工作參數(shù)為:淬火溫度為900~950°C、淬火水溫度為15~25°C、淬火水壓為0.15~0.30MPa、軋輥旋轉(zhuǎn)速度為30~35r/min且軋輥移動速度為30~42mm/min,軋棍在淬火結(jié)束后需要進行冷卻且蓄冷時間為45~80min ;c、淬火完成后吊入冷處理設(shè)備進行-120~-180°C的超低溫深冷處理，且超低溫深冷處理時間不少于2h ;d、深冷處理完成后待軋輥溫度回升至室溫時，將軋輥吊入加熱爐進行100~120°C回火，回火時間不低于72h ;e、對回火后的軋輥進行輥身表面硬度檢測合格后，即制的所需的超高硬度有色金屬冷軋輥。另外軋輥在進行該熱處理工藝之前要對毛坯進行粗加工和調(diào)質(zhì)處理，使得調(diào)質(zhì)硬度達到40-50HSD，然后對調(diào)質(zhì)后的軋輥進行半精加工使得輥身直徑磨削至設(shè)定的尺寸后才能進行熱處理。
[0015]實施例一
按照所設(shè)計軋輥的化學成分生產(chǎn)本發(fā)明軋輥毛坯，超聲波檢測毛坯使其符合相關(guān)技術(shù)要求，對毛坯進行粗加工和調(diào)質(zhì)處理，使得調(diào)質(zhì)硬度達到40-50HSD，然后對調(diào)質(zhì)后的軋輥進行半精加工使得輥身直徑磨削至設(shè)定的尺寸后才能進行熱處理。熱處理的過程如下:a、首先將軋輥放入預熱爐中，在250°C的溫度下進行預熱，且預熱時間不少于12h ;b、將預熱好的軋輥安裝于淬火機床對輥身進行轉(zhuǎn)動噴水淬火，淬火機床的工作參數(shù)為:淬火溫度為900°C、淬火水溫度為15~25°C、淬火水壓為0.25MPa、軋輥旋轉(zhuǎn)速度為35r/min且軋輥移動速度為36mm/min,軋棍在淬火結(jié)束后需要進行冷卻且蓄冷時間為60min ;c、淬火完成后吊入冷處理設(shè)備進行_160°C的超低溫深冷處理，且超低溫深冷處理時間不少于2h ;d、深冷處理完成后待軋輥溫度回升至室溫時，將軋輥吊入加熱爐進行110°C回火，回火時間不低于72h ;e、對回火后的軋輥進行輥身表面硬度檢測合格后，即制的所需的超高硬度有色金屬冷軋輥。
[0016]實施例二
按照所設(shè)計軋輥的化學成分生產(chǎn)本發(fā)明軋輥毛坯，超聲波檢測毛坯使其符合相關(guān)技術(shù)要求，對毛坯進行粗加工和調(diào)質(zhì)處理，使得調(diào)質(zhì)硬度達到40-50HSD，然后對調(diào)質(zhì)后的軋輥進行半精加工使得輥身直徑磨削至設(shè)定的尺寸后才能進行熱處理。熱處理的過程如下:a、首先將軋輥放入預熱爐中，在230°C的溫度下進行預熱，且預熱時間不少于12h ;b、將預熱好的軋輥安裝于淬火機床對輥身進行轉(zhuǎn)動噴水淬火，淬火機床的工作參數(shù)為:淬火溫度為950°C、淬火水溫度為15~25°C、淬火水壓為0.15MPa、軋輥旋轉(zhuǎn)速度為30r/min且軋輥移動速度為42mm/min,軋棍在淬火結(jié)束后需要進行冷卻且蓄冷時間為80min ;c、淬火完成后吊入冷處理設(shè)備進行_140°C的超低溫深冷處理，且超低溫深冷處理時間不少于2h ;d、深冷處理完成后待軋輥溫度回升至室溫時，將軋輥吊入加熱爐進行100°C回火，回火時間不低于72h ;e、對回火后的軋輥進行輥身表面硬度檢測合格后，即制的所需的超高硬度有色金屬冷軋輥。
[0017]實施例三
按照所設(shè)計軋輥的化學成分生產(chǎn)本發(fā)明軋輥毛坯，超聲波檢測毛坯使其符合相關(guān)技術(shù)要求，對毛坯進行粗加工和調(diào)質(zhì)處理，使得調(diào)質(zhì)硬度達到40-50HSD，然后對調(diào)質(zhì)后的軋輥進行半精加工使得輥身直徑磨削至設(shè)定的尺寸后才能進行熱處理。熱處理的過程如下:a、首先將軋輥放入預熱爐中，在220°C的溫度下進行預熱，且預熱時間不少于12h ;b、將預熱好的軋輥安裝于淬火機床對輥身進行轉(zhuǎn)動噴水淬火，淬火機床的工作參數(shù)為:淬火溫度為930°C、淬火水溫度為15~25°C、淬火水壓為0.30MPa、軋輥旋轉(zhuǎn)速度為33r/min且軋輥移動速度為30mm/min,軋棍在淬火結(jié)束后需要進行冷卻且蓄冷時間為45min ;c、淬火完成后吊入冷處理設(shè)備進行_1 80°C的超低溫深冷處理，且超低溫深冷處理時間不少于2h ;d、深冷處理完成后待軋輥溫度回升至室溫時，將軋輥吊入加熱爐進行120°C回火，回火時間不低于72h ;e、對回火后的軋輥進行輥身表面硬度檢測合格后，即制的所需的超高硬度有色金屬冷軋輥。
[0018]經(jīng)上述實施例熱處理后得到的超高硬度有色金屬冷軋輥經(jīng)檢測后可得，軋輥的表面硬度達到102-105HSD、硬度均勻性< IHSD且淬硬層深度達到20mm以上。
[0019]本發(fā)明通過預熱、淬火、超低溫深冷處理、低溫回火處理后使得含3%Cr材料的軋輥淬硬層深度達到20mm以上，接近含5%Cr材料的軋輥淬硬層深度；同時在較高的淬火溫度下軋輥材料的奧氏體化更充分，使得軋輥的硬度均勻性可以達到< IHSD ;熱處理工藝通過高溫加熱提高了基體固溶碳量，增加了淬火后的殘余奧氏體量，再經(jīng)過-120~-180°C的超低溫深冷處理，提高了材料顯微組織中馬氏體的含量，從而使含3%Cr材料的軋輥硬度提高至102HSD以上；含3%Cr材料的軋輥通過上述熱處理后，使其性能達到了含5%Cr材料的軋輥性能，降低了使用成本。
[0020]以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)；本發(fā)明未涉及的技術(shù)均可通過現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種超高硬度有色金屬冷軋輥的熱處理方法，其特征在于:該冷軋輥的成分及其重量百分比為:2.80-3.20% 的 Cr,0.90-1.0% 的 C，0.30-0.50% 的 Si,0.20-0.50% 的 Mn,0.10-0.30% 的 Ni,0.20-0.40% 的 Mo,0.10-0.20% 的 V, ( 0.015% 的 S、P，其余成分為 Fe，各成分的重量百分比之和為100% ;該冷軋輥的熱處理方法步驟如下: a、首先將軋輥放入預熱爐中，在220~250°C的溫度下進行預熱； b、將預熱好的軋輥安裝于淬火機床對輥身進行轉(zhuǎn)動噴水淬火，淬火機床的工作參數(shù)為:淬火溫度為900~950°C、淬火水溫度為15~25°C、淬火水壓為0.15~0.30MPa ； C、淬火完成后吊入冷處理設(shè)備進行-120~_180°C的超低溫深冷處理； d、深冷處理完成后待軋輥溫度回升至室溫時，將軋輥吊入加熱爐進行100~120°C回火，回火時間不低于72h ； e、對回火后的軋輥進行輥身表面硬度檢測合格后，即制的所需的超高硬度有色金屬冷軋輥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高硬度有色金屬冷軋輥的熱處理方法，其特征在于:所述步驟a中的軋棍預熱時間不少于12h。
3.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的超高硬度有色金屬冷軋輥的熱處理方法，其特征在于:所述步驟b中的軋輥在噴水淬火時，軋輥旋轉(zhuǎn)速度為30~35r/min，軋輥移動速度為30~42mm/min0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高硬度有色金屬冷軋輥的熱處理方法，其特征在于:所述步驟b中的軋輥在淬火結(jié)束后進行冷卻，蓄冷時間為45~80min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高硬度有色金屬冷軋輥的熱處理方法，其特征在于:所述步驟c中的超低溫深冷處理時間不少于2h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高硬度有色金屬冷軋輥的熱處理方法，其特征在于:軋輥在熱處理之前要對毛坯進行粗加工和調(diào)質(zhì)處理，使得調(diào)質(zhì)硬度達到40-50HSD，然后對調(diào)質(zhì)后的軋輥進行半精加工使得輥身直徑磨削至設(shè)定的尺寸。
【文檔編號】C21D9/38GK104032117SQ201410197475
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】邵黎軍, 陳彬, 曹旭, 楊國平, 蔣云峰 申請人:宜興市永昌軋輥有限公司