楊 萍 陳先毅 朱長清

(中國第二重型機械集團公司大型鑄鍛件研究所，四川618013)

中、寬厚板軋機?1 800 mm以上特大型支承輥，由于體積和重量大，超出公司差溫爐熱處理能力，不能采用差溫加熱淬火方式進行輥身的表淬處理。為此，必須研究一種特殊的熱處理工藝以滿足支承輥不同部位不同硬度的要求。本文提出了一種特殊表淬熱處理工藝，利用大型臺車爐，順利實現(xiàn)?1 800 mm以上特大型支承輥的臺車爐表淬。

1 表淬前的組織準備——鍛后熱處理

作為表淬前的熱處理工序，鍛后熱處理必須達到以下目標：

(1)調(diào)整鍛造組織，獲得均勻細小的晶粒，避免出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物等明顯的組織缺陷，為表淬工序作組織準備。工件心部區(qū)域尤其不能有影響強度和韌性的組織缺陷，如粗晶和網(wǎng)狀碳化物等；

(2)保證工件基體的綜合力學性能；

(3)滿足超聲檢測條件；

(4)去氫，避免出現(xiàn)白點。

支承輥用鋼的合金元素含量較高，鍛后熱處理工藝形式宜采用“正火+球化退火+回火” 。

2 表淬工藝

作為性能熱處理的表淬工序，一方面要滿足輥頸的技術要求，如表面硬度和綜合力學性能，另一方面必須滿足輥身的技術要求，如表面硬度及均勻性、淬硬層深度，尤其要將殘余內(nèi)應力控制到足夠低的水平，以避免使用過程中出現(xiàn)斷輥等事故。

能滿足快速升溫的燃氣臺車式熱處理爐，爐子體積大，燒嘴功率大，大火苗燃燒時，火焰前端可以穿越臺車寬度中軸線。針對熱處理爐的這些特性，制訂表淬熱處理工藝時，需要解決以下幾個問題：

(1)如何實現(xiàn)快速加熱？要求12 h以內(nèi)加熱到淬火溫度。

(2)如何克服火焰直噴輥身表面而出現(xiàn)的硬度軟區(qū)？

(3)如何拉開輥身和輥頸的硬度差？

為此，制訂表淬工藝見圖1。

為了得到輥身和輥頸不同的表面硬度，輥身和輥頸應采用不同的回火溫度，另一方面還應避免回火不均勻而導致的硬度不均勻。為此，工件回火裝爐時，輥身外圓及端面包扎陶瓷纖維布，陶瓷纖維能減緩熱傳導。回火升溫時，輥身因為陶瓷纖維的保護作用，升溫速度會明顯慢于輥頸的升溫速度，從而出現(xiàn)輥身和輥頸兩個不同的溫度區(qū)間。

包扎陶瓷纖維后，安裝輥身和大輥頸的外接電偶以監(jiān)控回火過程中工件各部位的料溫。輥身外接電偶位于陶瓷纖維布以下，緊貼輥身表面。

圖1 特大型支承輥表淬工藝Figure 1 Surface quenching process of extra large back-up roll

3 生產(chǎn)結(jié)果

表淬后，對輥身、輥頸表面硬度進行了檢測。輥身表面硬度45～65HS，輥頸表面硬度35～45HS，輥身硬度均勻性5HS。結(jié)果表明，所制定的表淬工藝完全滿足大型支承輥的技術要求。

4 結(jié)論

通過在生產(chǎn)實踐中不斷的總結(jié)經(jīng)驗，積累數(shù)據(jù)，現(xiàn)已完全掌握了特大型支承輥采用臺車式熱處理爐進行表淬的工藝要點。生產(chǎn)實踐證明，我們的工藝完全能滿足這類特大型支承輥的技術要求。