Способ обработки правильных и прокатных валков

 

Использование: изобретение относится к термической обработке изделий, например правильных и прокатных валков из углеродистых и легированных сталей, и может быть использовано в черной и цветной металлургии, машиностроении и авиационной промышленности. Техническим результатом является устранение винтового и продольного коробления. Сущность: изделие из стали 9Х2 подвергают высокому отпуску при 600-650^oC, индукционному нагреву до Аc₁+80-100^oC при скорости вертикального перемещения индуктора 0,7-0,8 м/мин, скорости вращения валка 40-50 об/мин, низкому отпуску при 160-200^oC, рихтовке в холодном состоянии и низкому отпуску для снятия внутренних напряжений. Общая глубина закаленного слоя 2-3 мм, а индукционный нагрев и спрейерное охлаждение производят одновременно перемещая индуктор снизу вверх, обеспечивая нагретую зону 10-20 мм. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к изготовлению изделий, например правильных и прокатных валков из углеродистых и легированных сталей, и может быть использовано в черной и цветной металлургии, машиностроении и авиационной промышленности.

Известен способ термической обработки валков с индукционного нагрева, включающий предварительные нагревы ниже точки Ас₁, нагрев под нормализацию до температуры 890-940^oC, охлаждение на воздухе поверхности валка до 400-550^oC, нагрев под закалку до температуры 900-940^oC и закалку с спрейерным охлаждением (а. с. СССР N 417504, кл. С 21 D 9/38, 1970 ). Известен также способ термической обработки по а.с. СССР N 999610, кл С 21 D 9/38, 1980, по которому валок при индукционном нагреве, включающем подогрев ниже точки Ас₁, нагрев под нормализацию до температуры 890-940^oC охлаждение до температуры 400-550^oC, нагрев под закалку до температуры 900-940^oC и закалку, причем нагрев до температуры нормализации и закалки производят с одновременным охлаждением так, что температура в глубине нагреваемого слоя на 40-70^oC выше, чем на поверхности валка.

Охлаждение нагреваемой поверхности осуществляют сжатым воздухом или воздушной смесью.

Недостатками известных способов является невысокая износостойкость, высокий уровень внутренних напряжений, а также при небольшой массе валков происходит быстрый глубокий прогрев и закалка поверхности на глубину 5-10 мм, что приводит к короблению, которое выправить рихтовкой невозможно.

Известен способ термической обработки правильных и прокатных валков, включающий высокий отпуск, поверхностную закалку валка и низкий отпуск 150. 180^oC (заявка Японии N 58-35577, C 21 D 9/38, 1983, прототип).

Из сопоставительного анализа следует, что отличие предложенного способа состоит в следующем: высокий отпуск производят при температуре 600.650^oC, нагрев под закалку ведут до Ас₁+(80.100)^oC при вертикальном расположении валка и вращении его со скоростью 40.50 об/мин с помощью высокочастотного индуктора, перемещаемого вдоль валка со скоростью 0,7.0,8 м/мин, после низкого отпуска валок подвергают рихтовке, а затем проводят дополнительный низкий отпуск.

Технический результат в предложенном способе выражается в устранении винтового коробления, уменьшения сложного, т. е. продольного и винтового коробления, в повышении эксплуатационной износостойкости и поверхностной твердости. Уменьшение винтового и сложного коробления обеспечивается за счет выполнения высокого отпуска при температуре 600.650^oC, небольшой глубины закаленного слоя 2.3 мм, малой протяженности нагретой зоны в пределах 10.20 мм и высокой скорости вращения валков 40.50 об/мин.

Повышение эксплуатационной износостойкости и поверхностной твердости получено за счет выбора оптимальных величин температуры нагрева при закалке ТВЧ Ас+(80.100^oC), скорости перемещения индуктора вдоль валка 0,7.0,8 м/мин при нагретой зоне в пределах 10.20 мм и резкого охлаждения водой через спрейер. Структура закаленного слоя бесструктурный мартенсит и карбиды.

Проверка эффективности предлагаемого способа проводилась на правильных и прокатных валках диаметром 22 мм, диаметром 28 мм, диаметром 33 мм, диамертом 40 200 мм, длиной до 2500 мм из стали 9Х2.

Высокий отпуск роликов диаметром 22 мм, длиной 2500 мм проводили при температуре 650^oC в шахтной электрической печи в вертикально-подвешенном состоянии.

Индукционный непрерывно-последовательный нагрев ТВЧ поверхности валков диаметром 22 мм проводят на установке ТВЧ при вертикальном положении валка до температуры 840^oC при скорости перемещения индуктора 0,75 м/мин и скорости вращения валков 50 об/мин. Одновременно проводят охлаждение валков, перемещая снизу вверх водой через спрейер, закрепленный ниже индуктора и перемещающийся со скоростью перемещения индуктора.

После закалки валки подвергались низкому отпуску при 180^oC в шахтной электрической печи в вертикально-подвешенном положении. После отпуска твердость валков равна HRC_э 62.63 при глубине закаленного слоя 2,50 мм.

После отпуска ролики рихтуют в холодном состоянии на вертикальном гидравлическом прессе с целью уменьшения коробления, в пределах до 0,3 мм.

После правки валки подвергают низкому отпуску при 180^oC в вертикально-подвешенном состоянии в шахтной электрической печи. После выдержки, охлаждение валков выполняют в отключенной от энергопитания печи.

Изобретение может быть использовано в производстве при изготовлении деталей типа прокатных валков и роликов с повышенной долговечностью за счет уменьшения выкрашивания рабочего слоя.

Формула изобретения

1. Способ обработки правильных и прокатных валков, включающий высокий отпуск, поверхностную закалку валка и низкий отпуск, отличающийся тем, что высокий отпуск производят при 600 650^oС, нагрев под закалку ведут до А_с1+(80 100)^oС при вертикальном расположении валка и скорости его вращения 40 50 об/мин с помощью высокочастотного индуктора, перемещаемого вдоль валка со скоростью 0,7 0,8 об/мин, после низкого отпуска осуществляют рихтовку валка, а затем дополнительный низкий отпуск.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что глубина закаленного слоя равна 2 3 мм.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что индукционный нагрев токами высокой частоты и спрейерное охлаждение осуществляют одновременно, перемещая индуктор снизу вверх и обеспечивая нагретую зону 10 20 мм.