一種改進的瓦楞輥熱處理方法
2023-12-01 09:32:01
專利名稱：一種改進的瓦楞輥熱處理方法
技術領域：
本發明涉及一種熱處理生產工藝，特別是一種改進的瓦楞輥熱處理方法。屬於金屬材料熱處理和輕工製造技術領域。
背景技術：
瓦楞輥是瓦楞紙板生產線上的關鍵部件，而瓦楞輥的熱處理質量又是考核瓦楞輥的使用壽命的重要指標。直接影響到瓦楞紙板生產線的開停機時間，目前，在行業中對瓦楞輥的熱處理一般採用中頻表面淬火，也有小部分廠家做氮化處理，或者採用雷射處理，但是，這些熱處理方法存在各自的缺陷(I)中頻表面淬火，瓦楞輥其表面硬層雖然可達5_，但其硬度低，只有HRC52 56，最大的缺陷是抗回火性能差，在溫度180°C時，其硬度就下降到HRC48 52，而且硬度分布不均勻，有軟點，雷射處理也存在這個問題，由於瓦楞輥在紙板生產線上生產紙板時，都要通蒸汽或石油汽進行加熱的，通蒸汽加熱的，溫度達180°C， 通石油汽的，溫度高達250 300°C，在這個溫度下，瓦楞輥的硬度就下降了很多，硬度只有HRC48 50。這樣瓦楞輥很容易磨損，甚至出現凹坑，嚴重影響紙板質量。(2)氮化處理的瓦楞輥，其硬層淺，只有O. 25 O. 4mm，所以，在使用中會出現凹坑、麻點現象，影響紙板質量。(3)雷射處理的瓦楞輥，其硬度淺，只有O. 80mm，另外，由於雷射加熱溫度高，致使齒面溶化，這樣就降低了瓦楞輥的光潔度和齒形精度，產生單齒扭曲變形，嚴重影響瓦楞輥的吻合精度，從而發生咬齒現象。
發明內容
本發明的目的，是為了解決現有技術存在的問題，提供一種改進的瓦楞輥熱處理方法。具有殘餘奧氏體量能明顯減少、組織尺寸穩定的優點。本發明的目的可以通過以下技術方案達到一種改進的瓦楞輥熱處理方法，其特徵在於包括複合處理和深冷處理二個處理程序，所述複合處理是指先將瓦楞輥氮化後再做中頻表面淬火，具體步驟如下I)氮化處理將瓦楞輥放置於氮化爐中，以氨氣作為氮化劑，在溫度為550°C 570°C的溫度條件下進行氮化處理45 50小時後取出；2)頻表面淬火處理用中頻感應加熱設備對I)步中取出的瓦楞輥進行淬火處理，進行淬火處理時，先將溫度加熱至850°C 870°C，然後在該溫度下通過使用PAG淬火劑對瓦楞輥噴淋冷卻；3)深冷處理將經過2)步處理後的瓦楞輥放置於深冷爐中，以液氮作為製冷劑進行深冷處理，深冷處理包括三個步驟首先將深冷爐運行製冷使瓦楞輥的溫度下降至_80°C -100°C，在該溫度下保溫65 70分鐘；再次運行所述深冷爐使瓦楞輥溫度進一步下降至-110°C -130°C，再保溫180 230分鐘；第三次運行深冷爐使瓦楞輥溫度下降至-180°C _230°C，再保溫280 320分鐘；完成整個瓦楞輥熱處理過程。本發明的目的還可以通過以下技術方案達到本發明的一種實施方案是步驟I)的氮化處理過程中氨的分解率可以為35% 60%。本發明的一種實施方案是步驟I)中所述的氮化爐可以為160KW深井氮化爐。本發明的一種實施方案是步驟2)中所述 的中頻感應加熱設備可以為500KW中頻機。本發明的一種實施方案是步驟2)中所述的加熱電壓可以為8KV 9. 5KV，加熱電流可以為580A 750A。本發明的一種實施方案是步驟3)中所述的深冷爐可以為井式深冷爐。本發明具有如下突出的有益效果I、本發明結合氮化處理和中頻表面淬火的優點，可有效提高瓦楞輥的表面硬度特別是在本發明所限定的工藝條件(包括溫度條件和時間條件)下，使瓦楞輥的表面既有較高的硬度(HRC60 62)，又能獲得較深的硬層(有效硬層可達3mm以上)，具有降低固溶強化，增強彌散強化效果，有利於改善瓦楞輥的韌性，使衝擊韌性提高。2、本發明採用複合處理(氮化處理+中頻表面淬火)以及深冷處理，大大提高了瓦楞輥的抗回火性能，經深冷處理後的晶粒明顯地細化，組織更均勻，尺寸更穩定。
圖I為本發明的生產工藝流程圖。
具體實施例方式具體實施例I :圖I構成本發明的具體實施例I。參照圖1，瓦楞輥的熱處理生產工藝包括以下步驟I)氮化處理將瓦楞輥放置於氮化爐中，以氨氣作為氮化劑，氨分解率為35% 60%，氮化溫度為550°C 570°C，氮化48小時取出；2)中頻表面淬火用中頻感應加熱設備對I)步中取出的瓦楞輥淬火，加熱電壓為8KV 9. 5KV，加熱電流為580A 750A，加熱溫度為850°C 870°C ;然後通過使用PAG淬火劑對瓦楞輥噴淋冷卻；3)深冷處理將經過2)步處理後的瓦楞輥放置於深冷爐中，以液氮作為製冷劑進行深冷處理，先運行100分鐘使瓦楞輥溫度下降至-90°C，再保溫60分鐘；然後運行90分鐘使瓦楞輥溫度下降至_120°C，再保溫200分鐘；最後運行120分鐘使瓦楞輥溫度下降至-190°C，再保溫300分鐘，整個工藝完成。本實施例中，步驟I)中所述的氮化爐可以為常規的160KW深井氮化爐，所述PAG淬火劑可以採用常規的PAG淬火劑；步驟2)中所述的中頻感應加熱設備可以為常規的500KW中頻機；步驟3)中所述的深冷爐為常規的井式深冷爐。瓦楞輥經過本實施例I的工藝處理後，可得到以下結果I、瓦楞輥的表面硬度有所提高，由HRC55 58提高到HRC59 66可見深冷處理能有效地進一步提高瓦楞輥的表面硬度。2、瓦楞輥的殘餘奧氏體量有明顯減少，相變應力得到基本消除，較大過飽和度得含氮馬氏體被分解、細化，大量微細碳化物及Fe-N化合物析出，降低固溶強化，增強彌散強化效果，有利於改善瓦楞輥的韌性，使衝擊韌性提高。3、瓦楞輥的耐磨性有明顯提高，主要原因是高濃度的氮原子固溶強化的結果，另外還與其析出彌散Fe-N化合物有關。4、經深冷處理後的晶粒明顯地細化，組織更均勻，尺寸更穩定。
5、瓦楞輥的抗回火性能大大地提高，回火溫度取270 300°C，其硬度都有HRC60。從以上的結果來看，經本發明工藝處理後的瓦楞輥完全克服了單純用中頻淬火或氮化處理或雷射處理所存在的缺陷。具體實施例2 本實施例2的特點是步驟I)的氮化處理時間為45小時或50小時，步驟3)中的深冷處理包括三個步驟首先將深冷爐運行製冷使瓦楞輥的溫度下降至_80°C或-100°C，在該溫度下保溫55分鐘或70分鐘；再次運行深冷爐使瓦楞輥溫度進一步下降至-110°C或-130°C，再保溫180分鐘或230分鐘；第三次運行該深冷爐使瓦楞輥溫度下降至_180°C或-230°C，再保溫280分鐘或320分鐘；完成整個瓦楞輥熱處理過程。其餘同具體實施例
Io本發明結合了氮化處理和中頻表面淬火的優點，使瓦楞輥的表面既有較高的硬度(HRC60 62)，又能獲得較深的硬層(有效硬層可達3_以上)，因為氮化後的瓦楞輥經中頻表面淬火後，氮化物轉變為含氮馬氏體，含氮馬氏體的硬度高，耐磨性好，但若只是進行複合處理，瓦楞輥的齒表面經中頻淬火後，始終存在殘餘奧氏體，導致組織尺寸都不穩定，而含氮馬氏體脆性大，瓦楞輥很容易崩齒，所以，瓦楞輥在複合處理後還要進行深冷處理，經深冷處理後，瓦楞輥表面的殘餘奧氏體量能明顯減少，組織尺寸得到更好地穩定化，使瓦楞輥的衝擊韌性提高，同時亦大大提高了抗回火性能。
權利要求
1.一種改進的瓦楞輥熱處理方法，其特徵在於包括複合處理和深冷處理二個處理程序，所述複合處理是指先將瓦楞輥氮化後再做中頻表面淬火，具體步驟如下 1)氮化處理 將瓦楞輥放置於氮化爐中，以氨氣作為氮化劑，在溫度為550°C 570°C的溫度條件下進行氮化處理45 50小時後取出； 2)頻表面淬火處理 用中頻感應加熱設備對I)步中取出的瓦楞輥進行淬火處理，進行淬火處理時，先將溫度加熱至850°C 870°C，然後在該溫度下通過使用PAG淬火劑對瓦楞輥噴淋冷卻； 3)深冷處理 將經過2)步處理後的瓦楞輥放置於深冷爐中，以液氮作為製冷劑進行深冷處理，深冷處理包括三個步驟首先將深冷爐運行製冷使瓦楞輥的溫度下降至_80°C -100°C，在該溫度下保溫65 70分鐘；再次運行所述深冷爐使瓦楞輥溫度進一步下降至-110°C -130°C，再保溫180 230分鐘；第三次運行深冷爐使瓦楞輥溫度下降至-180°C _230°C，再保溫280 320分鐘；完成整個瓦楞輥熱處理過程。
2.根據權利要求I所述的一種改進的瓦楞輥熱處理方法，其特徵在於步驟I)的氮化處理過程中氨的分解率為35% 60%。
3.根據權利要求I所述的一種改進的瓦楞輥熱處理方法，其特徵在於步驟I)中所述的氮化爐為160KW深井氮化爐。
4.根據權利要求I所述的一種改進的瓦楞輥熱處理方法，其特徵在於步驟2)中所述的中頻感應加熱設備為500KW中頻機。
5.根據權利要求I所述的一種改進的瓦楞輥熱處理方法，其特徵在於步驟2)中所述的加熱電壓為8KV 9. 5KV，加熱電流可以為580A 750A。
6.根據權利要求I所述的一種改進的瓦楞輥熱處理方法，其特徵在於步驟3)中所述的深冷爐為井式深冷爐。
全文摘要
本發明公開一種改進的瓦楞輥熱處理方法，其特徵是包括複合處理和深冷處理，步驟如下1)氮化處理，將瓦楞輥放置於氮化爐，在溫度為550℃～570℃的溫度條件下氮化處理45～50小時後取出；2)頻表面淬火處理，用中頻感應加熱設備對1)步中取出的瓦楞輥淬火處理；3)深冷處理，將瓦楞輥放置於深冷爐中，以液氮作為製冷劑進行深冷處理，先使瓦楞輥的溫度下降至-80℃～-100℃，在該溫度下保溫65～70分鐘；再使瓦楞輥溫度下降至-110℃～-130℃，保溫180～230分鐘；第三使瓦楞輥溫度下降至-180℃～-230℃，保溫280～320分鐘。本發明採用複合處理以及深冷處理，提高了瓦楞輥的抗回火性能，具有晶粒明顯地細化、組織均勻、尺寸穩定和改善瓦楞輥韌性的特點。
文檔編號C23F17/00GK102828190SQ20111015866
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月14日 優先權日2011年6月14日
發明者陳永智 申請人:佛山市順德區矗泰金屬熱處理有限公司