[发明专利]圈圆淬火辊的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄壁淬火辊的生产工艺，特别是一种用于冷薄板镀锌工艺线中的圈圆淬火辊的生产工艺。

背景技术

机械加工领域中圈圆淬火辊都为纯进口，原因在于圈圆淬火辊在加工中存在两个技术难点，一是焊接部位易开裂，二是淬火后薄壁易发生变形，这两个技术难点目前在世界范围内都没有很好的解决方案。现在只有德国和日本能生产，但是这两个国家在生产过程中成品率很低，也都在进行新工艺的研制。我国从国外进口的话，成本相当高，上世纪九十年代，宝钢曾组织上海重型机械厂、齐齐哈尔第一重型机械厂、陕西压延厂等大型企业都曾试制此项目，但均未获成功。国内曾有用锻件进行生产的，但成本过高，而且硬度均匀性差而最终达不到要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：解决圈圆淬火辊在加工中存在的技术难点，焊接部位易开裂，淬火后薄壁易发生变形，焊缝硬度和母材硬度不一致等问题，在于提供一种圈圆淬火辊的生产工艺，使之焊接部位不开裂，淬火后薄壁不发生变形，并使得焊缝硬度和母材一致，大幅的提高了圈圆淬火辊成品的合格率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：1、一种圈圆淬火辊的生产工艺，其特征是具有如下工艺过程：a、圈圆：将45#钢板加热后进行圈圆；b、焊接：对圈圆后的钢板先进行预热，再在圈圆后的结合处对内结合面和外结合面分别进行焊接，外结合面处采用添加了硅、锰、铬、镍合金元素的含碳量为0.25％-0.3％的合金焊接材料焊接；c、回圆：对圈圆焊接后的圈圆淬火辊进行回圆处理；d、淬火前准备：在经过回圆处理的圈圆淬火辊的两端车加工淬火变形部；e、淬火：对圈圆淬火辊进行淬火处理；f、回火：对经淬火处理后的圈圆淬火辊进行回火处理；g、成型：对回火处理后的圈圆淬火辊车加工至要求尺寸。

进一步的，各个过程的具体情况如下：

所述步骤a中，将45#钢板加热到850℃后进行圈圆，此温度既解决了45#钢板开裂的问题并起到正火作用，为淬火处理创造有利条件。

所述步骤b中，将圈圆后的钢板预热到350℃，在结合处对内结合面采用10Mn2焊丝作为的焊接材料进行焊接，保证了圈圆淬火辊内焊缝处具有足够的强度；外结合面处合金焊接材料中主要合金元素质量百分含量为：碳：0.25％-0.3％，硅：0.54％-0.58％，锰：1.8％-2.2％，铬：1.36％-1.4％，镍：0.04％-0.06％。

所述步骤c中回圆处理是把圈圆焊接后的圈圆淬火辊立即进炉，从350℃加热到650℃后保温2小时，出炉进行回圆处理，再进炉在650℃保持2小时后随炉冷却到200℃，再次出炉自然冷却。

所述步骤d中的淬火变形部形状为：端部为圆柱体，后部为锥度为1°-3°的锥形体，后部锥形体小端直径与端部圆柱体直径相同，后部锥形体的大端直径与圈圆淬火辊中部圆柱体直径相同。

所述步骤e中淬火处理是采用中频淬火，淬火温度为920℃，感应圈的移动速度为110mm/min，同时喷水冷却。

所述步骤f中回火处理是将圈圆淬火辊在电炉内加热到270℃，保持3个小时后出炉自然冷却。

所述步骤g中，成型处理是对回火处理后的圈圆淬火辊车加工至要求尺寸。

焊接材料含碳量降低，使得圈圆淬火辊外焊缝处的淬火硬度比钢板淬火硬度略低，因而不易开裂。之后进行的回火处理，外焊缝处的回火硬度难降，而钢板的回火硬度易降，一难一易相抵，使得外焊缝处和钢板的回火硬度达到一致，克服了硬度差存在所造成的圈圆淬火辊焊表面硬度不均匀现象。

本发明的有益效果是：用含碳量为0.25％-0.3％的合金焊接材料焊接钢板外结合面处，解决了圈圆淬火辊焊接部位易开裂的问题，在圈圆焊接后的圈圆淬火辊两端车加工淬火变形部，解决了淬火后薄壁易发生变形的问题，且通过回火使得钢板和焊接部位的硬度一致，使得圈圆淬火辊焊表面均匀，大幅的提高了圈圆淬火辊成品的合格率，填补了国内在这个技术方面的空白，使得成本大大降低，具有很好的市场前景。

附图说明

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1中(a)是圈圆淬火辊淬火前示意图；(b)是原理上圈圆淬火辊在淬火后发生的薄壁变形图；

图2中(a)是本发明解决薄壁变形这一难题所采用的淬火前准备示意图，在圈圆淬火辊的两端车加工淬火变形部；

图2中(b)是本发明在回火后得到了半成品示意图；

图2中(c)是本发明按照要求尺寸加工后得到的成品示意图；

图2中(d)是淬火变形部的局部放大图。