本發(fā)明涉及矯直輥加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種矯直輥淬火處理方法。

背景技術(shù)：

矯直機(jī)是對(duì)型材、棒材進(jìn)行矯直加工的機(jī)械設(shè)備，其矯直輥是關(guān)鍵部件。對(duì)于矯直輥而言，其直徑較大，外表面要求有較高的硬度，心部需要保持較好的韌性，因此，如何進(jìn)行矯直輥的熱處理，成為生產(chǎn)加工時(shí)的關(guān)鍵技術(shù)。

對(duì)于目前的矯直輥而言，無(wú)論輥徑大小，為了提高其綜合性能，需要進(jìn)行整體淬火。對(duì)于不同的材料及矯直輥的具體應(yīng)用，會(huì)適當(dāng)?shù)倪x用水淬或油淬。對(duì)于油淬，不適于表面硬度要求較高的矯直輥；對(duì)于水淬，由于其冷卻過(guò)于激烈，對(duì)于一些材料很容易使輥身開裂。但目前無(wú)論使用哪種整體淬火方式，都存在端面或者整體開裂的問(wèn)題，特別是在磨削階段，表面會(huì)存在環(huán)狀裂紋，該裂紋通過(guò)磨削也難以消除，只能進(jìn)行表面修復(fù)。而對(duì)于開裂較為嚴(yán)重的工件，直接報(bào)廢，導(dǎo)致產(chǎn)品合格率極低。

進(jìn)過(guò)探索分析發(fā)現(xiàn)，如果要有較好的性能，矯直輥內(nèi)孔和端面不能進(jìn)行直接淬火，特別是在內(nèi)孔和端面的連接處，一旦接觸到淬火介質(zhì)，便會(huì)在連接處形成集中應(yīng)力，后期時(shí)效處理時(shí)，很容易開裂。因此，問(wèn)題的關(guān)鍵在于如何對(duì)矯直輥的內(nèi)孔和端面進(jìn)行淬火保護(hù)。

經(jīng)過(guò)檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中中存在相關(guān)的解決方案，如專利申請(qǐng)?zhí)枺篫L 200610106957.X，授權(quán)公告日：2009年7月8日，該專利方案公開了一種9Cr2Mo矯直輥的雙液淬火工藝方法，其通過(guò)在矯直輥內(nèi)孔與工裝的間隙處填充黃土來(lái)防止淬火介質(zhì)進(jìn)入內(nèi)孔內(nèi)，并用壓板把端面和內(nèi)孔蓋住，先利用水淬快速冷卻，防止奧氏體分解，然后再在油浴中進(jìn)行淬火，減小淬火變形，防止開裂。

這種在矯直輥內(nèi)孔填充其他物質(zhì)以防止介質(zhì)進(jìn)入的方法在目前已較為常用，對(duì)于防止變形和開裂具有一定的效果。但在回火時(shí)內(nèi)部填充物會(huì)影響回火溫度，需要在回火前把填充物去除，工序繁瑣。但如果不添加填充物，又難以有效避免淬火介質(zhì)對(duì)淬火效果的影響，導(dǎo)致加工工序與加工效果相矛盾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中矯直輥在經(jīng)過(guò)淬火后易出現(xiàn)裂紋的不足，提供了一種矯直輥淬火處理方法，本發(fā)明在預(yù)熱后進(jìn)行排氣處理，使輥身中心孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，淬火介質(zhì)無(wú)法進(jìn)入端面和中心孔中，淬火后輥身外部硬度高，內(nèi)部韌性好，有效的避免了裂紋的產(chǎn)生。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種矯直輥淬火處理方法，其處理工藝為：

1)把輥身套入吊桿，在輥身上端設(shè)置上壓板和脹氣圈，并在相鄰兩部件間填充高溫棉，通過(guò)壓緊螺母把輥身的兩端密封；在吊桿上端安裝吊鉤，把輥身放入加熱爐；

2)隨爐升溫至580～650℃，保溫1～3小時(shí)；

3)把輥身吊出，旋松壓緊螺母進(jìn)行排氣，然后擰緊壓緊螺母，將輥身吊入加熱爐繼續(xù)加熱至860～900℃，保溫3～5小時(shí)；

4)吊出輥身后進(jìn)行淬火處理；

5)淬火后進(jìn)行回火處理。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟3)中的排氣過(guò)程在10分鐘內(nèi)完成。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟4)中進(jìn)行淬火時(shí)，輥身從加熱爐吊出后放入冷卻水中，2～5分鐘后吊起，在空氣中冷卻2～6分鐘再放入冷卻水中，如此反復(fù)3～5次；然后把輥身吊入油液中進(jìn)行完全冷卻。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟4)中進(jìn)行淬火時(shí)，輥身從加熱爐吊出后放入冷卻水中，2～5分鐘后吊起，在空氣中冷卻2～6分鐘再放入冷卻水中，如此反復(fù)3～5次；然后把輥身浸入冷卻水中進(jìn)行完全冷卻。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟1)所述吊桿下端連接有擋板，吊桿上套裝有下壓板，使用時(shí)，下壓板的兩側(cè)均填充有高溫棉；吊桿中上部設(shè)置有外螺紋，上壓板和脹氣圈均套裝在吊桿上，壓緊螺母與吊桿螺紋連接，在上壓板和脹氣圈的上下兩側(cè)及脹氣圈內(nèi)腔均填充高溫棉。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述下壓板和上壓板的直徑不小于輥身端面直徑的0.8倍。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述壓緊螺母的側(cè)壁開設(shè)有卡口，該卡口沿壓緊螺母徑向?qū)ΨQ分布。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述上壓板上設(shè)置有拉桿或拉環(huán)，用于提起上壓板排氣。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述吊桿上端設(shè)置有內(nèi)螺紋，用于連接吊鉤。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明的一種矯直輥淬火處理方法，利用上壓板和脹氣圈配合吊桿進(jìn)行密封，壓板能夠防止淬火介質(zhì)進(jìn)入到輥身端面和中心孔內(nèi)，從而避免輥身內(nèi)部的淬硬性；在進(jìn)行加熱時(shí)，先進(jìn)行預(yù)熱，排氣后再進(jìn)行加熱，能夠進(jìn)一步提高密封性；因?yàn)檩伾碇行目變?nèi)氣體受熱后氣壓增大，排氣后進(jìn)行密封，那么在進(jìn)行淬火時(shí)，中心孔內(nèi)部形成負(fù)壓，使上壓板和下壓板緊緊貼附在輥身端面，淬火介質(zhì)無(wú)法進(jìn)入，從而對(duì)輥身端面和中心孔形成保護(hù)；

(2)本發(fā)明的一種矯直輥淬火處理方法，通過(guò)在脹氣圈內(nèi)填充高溫棉具有更好的密封效果，因?yàn)槠胀芊舛嗍侵苯釉趬喊迳嫌寐菟〝Q緊，而螺紋本身并不具有密封性，淬火介質(zhì)很容易通過(guò)螺紋間的間隙進(jìn)入到中心孔，而本發(fā)明中增加了脹氣圈和高溫棉，高溫棉能夠填滿螺紋縫隙，從而使淬火介質(zhì)無(wú)法滲入，保證有較好的淬火效果；

(3)本發(fā)明的一種矯直輥淬火處理方法，在進(jìn)行淬火時(shí)先把輥身放入冷卻水中再提起，經(jīng)過(guò)多次反復(fù)操作，使輥身表面硬度提高，然后在進(jìn)行油冷，減少了輥身的淬火變形，有效防止了輥身開裂，保證輥身中心處有較好的韌性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的淬火工藝流程圖；

圖2為本發(fā)明中淬火工裝的結(jié)構(gòu)示意圖。

示意圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明：1、擋板；2、下壓板；3、輥身；4、上壓板；5、脹氣圈；6、高溫棉；7、壓緊螺母；8、卡口；9、吊桿。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

結(jié)合圖1、圖2，本實(shí)施例的一種矯直輥淬火處理方法，利用淬火工裝進(jìn)行淬火處理，如圖2中所示，淬火工裝包括吊桿9、下壓板2、上壓板4和脹氣圈5，吊桿9下端連接有擋板1，吊桿9上套裝有下壓板2，使用時(shí)，下壓板的兩側(cè)均填充有高溫棉6，用于密封。吊桿9中上部設(shè)置有外螺紋，上壓板4和脹氣圈5均套裝在吊桿9上，把輥身3套裝在吊桿9上，且位于下壓板2與上壓板4之間，壓緊螺母7與吊桿9螺紋連接，通過(guò)壓緊螺母7把脹氣圈5和上壓板4壓緊在輥身3上端面，從而形成密封，輥身3的端面和中心孔均被覆蓋，保證矯直輥的端面和中心孔不會(huì)被冷卻淬火。為了提高密封性能，在上壓板4和脹氣圈5的上下兩側(cè)及脹氣圈5內(nèi)腔均填充高溫棉6，即在輥身3上端面與上壓板4之間、上壓板4與脹氣圈5之間、脹氣圈5與壓緊螺母7之間均填充高溫棉6，并在脹氣圈5內(nèi)部填充高溫棉6。

普通壓裝裝置多是直接在輥身上端面上固定壓板，那么淬火介質(zhì)很容易通過(guò)螺紋滲入中心孔內(nèi)，填充高溫棉6后，保證了密封效果。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例中控制上壓板4、下壓板2與吊桿9之間的半徑差為1～5mm，有助于高溫棉的密封填充，如果間隙過(guò)大，高溫棉難以填充緊實(shí)，密封效果不理想。本實(shí)施例中選取半徑差為2mm。下壓板2和上壓板4的直徑不小于輥身3端面直徑的0.8倍，以便能夠?qū)伾淼亩嗣嫘纬杀Ｗo(hù)。

進(jìn)一步地，吊桿9上端設(shè)置有內(nèi)螺紋，用于連接吊鉤。如果把吊鉤與吊桿設(shè)置為一體結(jié)構(gòu)，那么只能從吊桿9下端套裝輥身3，不利于后續(xù)排氣操作。

進(jìn)一步地，壓緊螺母7的側(cè)壁開設(shè)有卡口8，該卡口8沿壓緊螺母7徑向?qū)ΨQ分布。在對(duì)輥身3加熱后，工人無(wú)法靠近，因此可借助卡鉗卡住卡口8，從而旋轉(zhuǎn)壓緊螺母7。此外，還可在上壓板4上設(shè)置拉桿或拉環(huán)，用于提起上壓板4排氣。

借助該淬火工裝，對(duì)矯直輥的淬火處理工藝為：

1)把輥身3套入吊桿9，在輥身3上端設(shè)置上壓板4和脹氣圈5，并在相鄰兩部件間填充高溫棉6，通過(guò)壓緊螺母7把輥身3的兩端密封；在吊桿9上端安裝吊鉤，把輥身3放入加熱爐；

套入輥身3后，先在下壓板2兩側(cè)填充好高溫棉，然后再在吊桿9上端靠近輥身3上端面處纏繞高溫棉，在把上壓板4繞高溫棉纏繞方向旋下，在上壓板4與輥身3上端面之間鋪設(shè)高溫棉；隨后把脹氣圈5繞高溫棉纏繞方向旋下，在脹氣圈5與上壓板4之間鋪設(shè)高溫棉；最后旋入壓緊螺母7，壓緊螺母7與吊桿9的外螺紋之間沒有高溫棉，但在壓緊螺母7與壓緊螺母7之間鋪設(shè)高溫棉6。

2)隨爐升溫至580～650℃，保溫1～3小時(shí)；

先對(duì)輥身3加熱到580～650℃進(jìn)行預(yù)熱，由于輥身3的材質(zhì)和大小不同，因此溫度設(shè)定不同，一般輥徑越小，加熱越快，預(yù)熱溫度越低，保溫時(shí)間也就越短，保溫的主要目的是確保中心孔溫度也足夠高，中心孔內(nèi)空氣因膨脹會(huì)有壓力。

3)把輥身3吊出，旋松壓緊螺母7進(jìn)行排氣，然后擰緊壓緊螺母7，將輥身3吊入加熱爐繼續(xù)加熱至860～900℃，保溫3～5小時(shí)；

其排氣過(guò)程操作如下：

a、把輥身3吊出后，用卡鉗或其他裝置卡入卡口8，旋松壓緊螺母7；

b、用鋼管套住拉桿，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)上壓板4，中心孔內(nèi)高壓氣體排出；

c、再次旋緊壓緊螺母7，然后把輥身3吊入加熱爐內(nèi)繼續(xù)加熱。

整個(gè)排氣過(guò)程控制在10分鐘內(nèi)完成，避免輥身3過(guò)度降溫開始硬化。輥身3回爐后繼續(xù)加熱至淬火溫度，具體溫度可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定。由于在加熱和淬火時(shí)，輥身與壓板及吊桿的膨脹、收縮率不同，容易導(dǎo)致介質(zhì)進(jìn)入，而脹氣圈5自身的彈性能夠?qū)π巫冞M(jìn)行補(bǔ)償，從而保證整個(gè)過(guò)程中心孔處于密封狀態(tài)。

4)吊出輥身3后進(jìn)行淬火處理；

具體的淬火方式可根據(jù)實(shí)際需要的硬度進(jìn)行調(diào)整，沒有具體的限制。為了達(dá)到較好的硬度和韌性，可采用水、油雙淬方式進(jìn)行淬火處理。具體地，把輥身3從加熱爐吊出后放入冷卻水中，表面溫度降低，2～5分鐘后吊起；內(nèi)部溫度向外傳遞，在空氣中冷卻2～6分鐘再放入冷卻水中，如此反復(fù)3～5次；輥身3外部獲得較高的硬度，然后把輥身3吊入油液中進(jìn)行完全冷卻。

經(jīng)過(guò)淬火處理后，輥身3外部硬度達(dá)到可達(dá)HRC58～65，中部硬度約為HRC33～38，中心孔內(nèi)壁處硬度約為HRC23～35，可看出硬度由外向內(nèi)逐漸降低。其中水淬目的主要是提高表面硬度，經(jīng)過(guò)油淬后輥身內(nèi)部硬度也得到提高。由于中心孔被密封，截面中心處接近緩冷，能夠保持較好的韌性。

5)淬火后進(jìn)行回火處理。

通過(guò)回火處理，使內(nèi)部應(yīng)力得到均衡，回火處理后，輥身3外部硬度達(dá)到可達(dá)HRC56～62，中部組織硬度約為HRC30～35，中心孔內(nèi)壁處調(diào)制后硬度約為HBC210～240。雖然硬度變化不大，但較好的消除了應(yīng)力集中現(xiàn)象，避免裂紋的產(chǎn)生。在回火過(guò)程中，主要是使輥身內(nèi)部應(yīng)力消除，可以不對(duì)中心孔進(jìn)行密封。為了充分消除內(nèi)應(yīng)力，可以進(jìn)行3～5次回火處理。

采用普通工裝進(jìn)行淬火處理時(shí)，雖然內(nèi)部填充有固體填充物，但難以防止淬火介質(zhì)從壓板下或者是從螺紋內(nèi)滲入，所以中心孔與端面接觸處多會(huì)接觸到淬火介質(zhì)，而且沒有較好的溫將保護(hù)措施，導(dǎo)致中心孔與端面連接處冷卻淬火，形成應(yīng)力集中，在回火時(shí)也很難使應(yīng)力被消除，于是便導(dǎo)致輥身很容易在該處產(chǎn)生裂紋，甚至直結(jié)開裂。

而本發(fā)明利用淬火工裝進(jìn)行淬火處理，一方面，采用脹氣圈配合高溫棉進(jìn)行密封，對(duì)輥身受熱形變進(jìn)行補(bǔ)償，提高了密封效果；另一方面，工藝上進(jìn)行排氣處理，中心孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，通過(guò)外部壓力來(lái)輔助密封，能夠防止介質(zhì)進(jìn)入，進(jìn)一步提高密封效果，保證輥身中心處的韌性，可有效防止應(yīng)力集中，避免矯直輥開裂。

以上示意性的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。