大型支承辊差温热处理的淬火过程_轮类资讯 - 山西永鑫生锻件厂

大型支承辊差温热处理的淬火过程

发布时间:2018-06-17 点击数:175

       (一)背最

       轧钢机上用大型支承辊,要求表面有很硬的耐磨层,内部有较高的强韧性,能承受冲击载荷等。生产中用专用轧辊钢,锻后先调质预处理,最后进行差温热处理。所谓差温热处理是:先整体加热到一定温度,然后转入专用的差温炉中,只对辊身进行快速加热,使辊身只在一定深度上转变为奥氏体,然后喷水雾淬火。造成只在辊身表面形成耐磨的马氏体或马氏体加贝氏体,其余部分则保持有较好强韧性的组织。这样淬火在近表面部位有一个残余拉应力峰值,严重时会造成断裂。如何既能保证淬硬,又使拉应力尽可能小则是优化工艺方案的关键。影响残余应力的因素很多:如加热速度的快慢、中心孔是否通水冷却、冷却强度等。

       (二)计算准备

       1.单元划分。原则与前例同。

       2.初始条件。因淬火前工件内部分布不均匀的,而且无法预先得到,故需从加热开始计算。

       3.边界条件。整体加热、差温加热、喷水雾冷却三种情况要区别对待。加热时炉内换热系数相当于辅射加自然对流;整体加热时全部工件表面都按此计算。

       按加热计算而其余部分按自然空冷计算。喷水雾冷却时,开始5min按自然空冷计算 (5min是将工件自差温炉取出放到喷水雾装置上的操作时间),以后,辊身部位被水雾冷却,取较大的换热系数,其余不喷水雾的地方,仍按自然空冷计算。

       (三)单一算例结果

       差温淬火时表面温度高,心部仍较低,冷却时先是表面既向外散热同时亦心部传热。向外传热快,很快形成温度梯度,向心部传热慢,心部温度有缓慢升高的现象。此后温度最高点向表面和心部双向散热的部位逐渐向心部推移;直到最后形成心部温度最高,才呈单一从心部向表面散热的状态。由于这神散热的特点,造成应力变化和残余应力分布的特点。最后残余应力为表面和内孔表面均受压应力,而拉应力峰值出现靠近表面一定深度部位。


轴类锻件


      (四)用正交设计法筛选主要影响因素

       1.根据影响因素和水平选择正交表。

       2.目标函数的选择。对工艺全面优化,应同时以淬火硬度和应力状态为目标函数。这里暂时简化以应力状态为主。轧辊钢一般碳含量较高,淬火后硬而脆主要危险是脆断。

       3.计算结果的显著分析。显著分析是判断因子对目标函数的影响是否显著。所谓显著,是指因素水平改变时,确使轴类锻件试验结果的真值有改变。

       4.主要因素的具体分析。

      (五)初步结论。

       1.在所考虑因素水平范围内,差温加热时的加热速度和冷却时的环境温度对最大瞬时拉应力和最大残余拉应力影响不大。

       2.可以考虑用连续冷却方式代替间歇冷却。

       3.最好采用中心孔通水冷却方式,但冷却强度要适当选择,不能过大或过小。



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