一種支承輥逆變電源差溫淬火裝置及熱處理方法
2023-05-26 06:06:56 1
專利名稱：一種支承輥逆變電源差溫淬火裝置及熱處理方法
技術領域：
本發明屬於材料表面熱處理技術領域，涉及一種支承輥逆變電源差溫淬火裝置，本發明還涉及一種支承輥逆變電源差溫加熱及淬火方法。
背景技術：
長期以來，大型支承輥的熱處理均採用工頻連續加熱掃描淬火、差溫爐加熱淬火(或半透燒加熱)的工藝方法，前者雖然生產效率較高但硬化層分布不盡合理且深度較淺，難以發揮材料優勢，而且也滿足不了現代軋機的工作要求。而差溫淬火處理方法一方面工藝周期長，生產效率低，能源消耗大且工作環境差、工人勞動強度大，同時還要設計製作專用保護水套保護軋輥輥頸不被加熱；另一方面這種方法生產的軋輥殘餘應力大，該方法難以適應高Cr、高技術、高要求的支承輥的熱處理生產，導致軋輥斷裂等使用事故不斷發生。·
發明內容
本發明的目的是提供一種支承輥逆變電源差溫淬火裝置，解決了現有技術工藝周期長，生產效率低，能源消耗大且工作環境差、工人勞動強度大的問題本發明的另一目的是提供一種支承輥逆變電源差溫加熱及淬火方法，解決了現有技術中存在的支承輥輥身、輥頸技術要求不同，淬硬層深度不夠，加熱溫度分布不均勻，導致產品質量差的問題。本發明所採用的技術方案是，一種支承輥逆變電源差溫淬火裝置，在工具機機架底面中間位置設置有加熱器總成，沿工具機機架兩側分別豎直設置有一套主絲槓和一套副絲槓，兩套主絲槓沿工具機機架底面向上豎直設置，兩套主絲槓之間套裝有上橫梁，上橫梁的中間位置設置有吊杆，吊杆向下與吊具連接，吊具的下端用於連接待淬火的支承輥；兩套副絲槓沿工具機機架底面向下豎直設置，在兩套副絲槓之間套裝有下橫梁，下橫梁上表面中間位置設置有下頂尖，在兩套副絲槓之間還設置有噴水霧裝置；加熱器總成另外連接有加熱控制單元。本發明所採用的另一技術方案是，一種支承輥逆變電源差溫加熱及淬火方法，利用上述的裝置，按照以下步驟實施步驟1、對待淬火的支承輥進行預熱將待淬火的支承輥在350°C 400°C加熱；步驟2、快速加熱和高溫保溫第一階段，快速加熱升溫到930°C _960°C，根據輥身直徑的不同升溫時間為40-60分鐘，第二階段，淬火溫度保溫過程，總保溫時間根據要求淬硬層深度，控制輥芯溫度< 600°C，依據下述公式(2)來進行控制，其中的Ph為軋輥表面加熱層深度，δ為電流透入深度，t0為350°C _930°C的加熱時間，
權利要求
1.一種支承輥逆變電源差溫淬火裝置，其特徵在於，在工具機機架(15)底面中間位置設置有加熱器總成(I )，沿工具機機架(15)兩側分別豎直設置有一套主絲槓(16)和一套副絲槓(21)， 兩套主絲槓(16)沿工具機機架(15)底面向上豎直設置，兩套主絲槓(16)之間套裝有上橫梁(17)，上橫梁(17)的中間位置設置有吊杆(18)，吊杆(18)向下與吊具(23)連接，吊具(23)的下端用於連接待淬火的支承輥(13)； 兩套副絲槓(21)沿工具機機架(15)底面向下豎直設置，在兩套副絲槓(21)之間套裝有下橫梁(19)，下橫梁(19)上表面中間位置設置有下頂尖(22)，在兩套副絲槓(21)之間還設置有噴水霧裝置(20)； 加熱器總成(I)另外連接有加熱控制單元。
2.根據權利要求1所述的支承輥逆變電源差溫淬火裝置，其特徵在於，所述的加熱控制單元的結構是，加熱器總成(I)包括主加熱器和端頭加熱器，主加熱器通過自耦變壓器(3 )與30Hz-60Hz逆變電源(4)連接，輥身測溫機構(7 )通過主加熱器執行機構(6 )與計算機控制中心(2)連接，主加熱器執行機構(6)同時與30Hz-60Hz逆變電源(4)連接，計算機控制中心(2)通過主加熱器功率變送器(5)與30Hz-60Hz逆變電源(4)連接； 設置在加熱器總成(I)兩端的端頭加熱器分別通過一個端頭淬火變壓器(8)與一套200Hz-500Hz逆變電源(12)連接，每個200Hz-500Hz逆變電源(12)分別通過各自的端頭加熱器執行機構(10 )與計算機控制中心(2 )連接，計算機控制中心(2 )分別通過一個端頭加熱器執行機構(10 )與兩套端頭測溫機構(11)連接，計算機控制中心(2 )分別通過一個端頭功率變送器(9)與兩套200Ηζ-500Ηζ逆變電源(12)連接。
3.根據權利要求2所述的支承輥逆變電源差溫淬火裝置，其特徵在於，所述的主加熱器和端頭加熱器的線圈採用大截面整根矩形銅管繞制而成，矩形銅管內通冷卻水。
4.一種支承輥逆變電源差溫加熱及淬火方法，其特徵在於，利用權利要求1、2或3所述的裝置，按照以下步驟實施 步驟1、對待淬火的支承輥(13)進行預熱 將待淬火的支承輥(13)在350°C 400°C加熱； 步驟2、快速加熱和高溫保溫 第一階段，快速加熱升溫到930°C -960°C，根據輥身直徑的不同升溫時間為40-60分鐘， 第二階段，淬火溫度保溫過程，總保溫時間根據要求淬硬層深度，控制輥芯溫度< 600°C，依據下述公式(2)來進行控制，其中的Ph為軋輥表面加熱層深度，δ為電流透入深度，t0為350°C _930°C的加熱時間，
5.根據權利要求4所述的支承輥逆變電源差溫加熱及淬火方法，其特徵在於所述的公式(2)的推導過程是， 在加熱器的內部和周圍產生電器頻率相同的交變磁場，當軋輥置於加熱器內，受交變磁場的作用，軋輥表層產生渦流，當渦流強度從表面向內層降低到表面最大渦流強度的·36. 8%時，由該處到表面的的距離δ，稱為電流透入深度，
6.按照權利要求4所述的支承輥逆變電源差溫加熱及淬火方法，其特徵在於 Ph根據軋輥淬硬層深度要求確定，一般按照淬硬層深度的2倍取值；b=2. 83mm/s2 ;、優選 60mino
7.按照權利要求4所述的支承輥逆變電源差溫加熱及淬火方法，其特徵在於， 所述的整體噴水霧冷卻方法，具體步驟是先進行雙泵噴水，雙泵噴氣，單泵噴氣淬火過程，然後停止淬火，幾分鐘後觀察支承輥(13)表面的返溫狀況，若超過IOCTC則繼續噴氣冷卻。
全文摘要
本發明公開了一種支承輥逆變電源差溫淬火裝置，本發明還公開了一種支承輥逆變電源差溫加熱及淬火方法，步驟包括，步驟1、將待淬火的支承輥在350℃~400℃加熱；步驟2、快速加熱和高溫保溫，快速加熱升溫到930℃-960℃，升溫時間為40-60分鐘，再淬火溫度保溫過程；步驟3、噴水霧淬火及回火處理。本發明的裝置及方法，加熱保溫效果好，減少了能耗和汙染，工藝過程靈活可靠、可控性強，保證了支承輥表面硬度及淬硬層深度達到要求。
文檔編號C21D1/667GK103014298SQ201210523598
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月7日 優先權日2012年12月7日
發明者牛宏堂, 李文, 高建文, 甄志亮, 王振 申請人:中冶陝壓重工設備有限公司