高速钢轧辊的热处理工艺

高铬钢轧辊热处理工艺流程随着工业技术的不断发展，高铬钢轧辊在冶金行业中的应用也越来越广泛。

高铬钢轧辊是一种重要的轧钢设备零部件，对于材料的性能和寿命有着重要的影响。

热处理是提高高铬钢轧辊的性能和寿命的关键工艺之一。

热处理工艺流程的合理性和严谨性，直接影响轧辊的质量和寿命。

因此，对高铬钢轧辊的热处理工艺流程进行深入的研究和分析，对于提高轧辊的性能和寿命有着重要的意义。

一、热处理工艺流程概述高铬钢轧辊的主要工艺流程包括热处理前的准备工作、热处理工艺、热处理后的处理工艺等几个方面。

下面对这几个方面分别进行详细介绍。

1. 准备工作高铬钢轧辊在进行热处理之前，需要进行一些准备工作。

首先是对轧辊进行表面清洗和除油处理，以保证热处理时的表面质量。

其次是对轧辊的尺寸进行严格的检查和测量，确保尺寸符合要求。

最后还需要对轧辊的化学成分进行检测和分析，以确定材料的质量和性能。

2. 热处理工艺热处理工艺是高铬钢轧辊热处理的关键环节。

热处理工艺包括加热、保温、冷却等几个主要过程。

首先是将轧辊放入加热炉中进行加热，以达到所需的温度。

在加热过程中，需要控制加热速度和温度均匀性，以避免产生过热和温度不均匀的现象。

加热到一定温度后，将轧辊保温一段时间，使得材料的组织发生相应的变化。

最后是对轧辊进行冷却处理，使得材料的组织和性能得到稳定。

3. 热处理后的处理工艺热处理后的处理工艺主要包括表面清洗、除氧化皮、打磨和检测等几个环节。

首先是对轧辊进行表面清洗，除去热处理时产生的氧化皮和其他杂质。

然后再对轧辊进行打磨处理，以使得轧辊的表面粗糙度和尺寸精度达到要求。

最后是对轧辊进行质量检测，以保证其性能和质量。

以上就是高铬钢轧辊热处理工艺流程的概述。

下面将对每一个环节进行详细的介绍和分析。

二、准备工作高铬钢轧辊在进行热处理之前，需要进行一些准备工作，以保证热处理的顺利进行和质量的保证。

以下将对准备工作进行详细介绍。

1. 表面清洗和除油处理在进行热处理之前，需要对轧辊进行表面清洗和除油处理，以保证热处理时的表面质量。

高速钢轧辊热处理工艺及刀具的选择目前人们所称的高速钢轧辊均为高碳高速钢复合轧辊，以成为现代轧钢生产发展的重要组成部分。

高速钢轧辊自1988年首次在日本的热轧带钢轧机上成功应用以来，经过20年的发展，已在世界各国的轧机上获得了广泛的应用。

目前，铸造高速钢轧辊不仅广泛应用于冷、热轧带钢热连轧机精轧机架，也广泛应用于线棒材轧机精轧机架，同时在型材轧机、管材轧机、扁带材轧机上也得到了很好的应用。

以下就具体介绍一下合金元素在高速钢轧辊中的应用及高速钢轧辊的加工工艺。

一、高速钢轧辊的特点高速钢轧辊是问世时间最短、发展最快且应用前景最广的热轧辊材料。

高速钢又名风钢或锋钢，意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化，并且很锋利。

它是一种成分复杂的合金钢，含有钨、钼、铬、钒等碳化物形成元素。

合金元素总量达10%~25%左右。

其特点是：（1）碳化物硬度高。

2）热稳定性好。

3）使用中易形成氧化膜。

4）淬透性好。

5）优良的强韧性。

6）良好的抗热裂性。

7）良好的耐磨性。

二、合金元素在高速钢轧辊中的作用1）碳（C）：高速钢轧辊与普通高速钢相比碳含量较高，根据不同成分配比在1.4%-3.5%之间（碳含量应根据强碳化物形成元素的含量确定）。

2）钒（V）：钒能形成碳化物Vc，回火时Vc弥散析出，形成二次硬化，可以提高工件的冲击韧性，硬度和耐磨性。

一般控制在2.5%-4.0%。

3）铌（Nb）：铌比钒更贵，铌和钒综合作用会获得回火后更好的二次硬化效果。

铌和钒的总量应控制在3%-6%。

4）铬（Cr）：高速钢轧辊的淬透性主要靠铬，铬还可以调节基体的碳平衡，能提高抗氧化退碳和抗腐蚀能力。

但铬含量过高会在回火时形成不稳定碳化物，降低热稳定性和红硬性。

5）钨（Wu）：钨是促进高速钢抗回火性和红硬性的首选元素。

钨还有一定的抗氧化性，如钨含量过高会降低耐磨性，故综合考虑钨含量应低于5%。

6）钼（Mu）：钼和钨的性能是一样的，钼的密度比钨低，在一定程度上可消除偏析现象。

高速钢热处理方案
高速钢热处理工序包括退火、淬火、回火等一系列流程。

具体步骤为：
1、退火温度一般为860摄氏度至880摄氏度之间。

2、淬火时由于导热性较差，一般分两阶段进行，先在800摄氏度至850摄氏度预热，然后迅速加热到火温度即1190摄氏度至1290摄氏度之间。

3、为使残余奥氏体转变，进一步提高硬度和耐磨性，需进行2至3次回火，回火温度为560摄氏度，每次保温1小时。

当前真空高压气冷淬火技术发展较快，相继出现了负压高流率气冷、加压气冷、高压气冷、超高压一气冷等新技术，不但大幅度提高了真空气冷淬火能力，且淬火后工件表面光亮度好，变形小，还有高效、节能、无污染等优点。

退火温度一般为860～880℃。

淬火时由于它的导热性差一般分两阶段进行。

先在800～850℃预热(以免引起大的热应力)，然后迅速加热到淬火温度1220～1250℃，后油冷。

淬火后因内部组织还保留一部分(约30%)残余奥氏体没有转变成马氏体，影响了高速钢的性能。

为使残余奥氏体转变，进一步提高硬度和耐磨性，一般要进行2～3次回火，回火温度560℃，每次保温2小时。

高速钢一般都是淬火后多次高温回火，多次回火使奥氏体转变尽可能的多，这样便会达到很高硬度值，当然如果想要进一步提高硬度的话，还可以进行表面处理，比如可以选择镀碳化钛，或氮化钛。

综　述高速钢轧辊及其热处理戚正风1,万安元2,甘宅平2,赵晚子2,刘永志2(11大连交通大学,辽宁大连　116028;21武钢轧辊厂,湖北武汉　430082)摘要:综述了冷、热轧辊材料的发展过程;轧辊高速钢的种类、成分;高速钢轧辊的生产工艺以及高速钢轧辊的热处理工艺。

指出高速钢在轧辊领域具有一个非常大的市场,应于重视。

另外,为了提高高速钢轧辊的质量,需要解决高速钢偏析问题及热处理问题。

关键词:高速钢轧辊;热处理;喷射成形;离心铸造中图分类号:TG16216 文献标识码:A 文章编号:025426051(2008)0820006204H i gh speed steel roll and its hea t trea t m en tQ I Zheng 2feng 1,WAN An 2yuan 2,G AN Zhai 2p ing 2,ZHAO W an 2zi 2,L I U Yong 2zhi2(11Dalian J iaot ong University,Dalian L iaoning 116028,China;21Roll Fact ory ofW uhan Ir on and Steel Gr oup Co .,W uhan Hubei 430082,China )Abstract:The devel opment pr ocess of cold and hold r oll materials,the ty pes and che m ical co mpositi on of high 2s peed steel r oll as well as the p r oducing technol ogy and heat treat m ent of high 2s peed steel were revie wed .It was point out that high s peed steel has a big market in r oll field,s o that we must pay attenti on t o this pr oble m.I n additi on,f or i m p r oving the quality of high s peed steel r oll,the p r oble m of carbide segregati on and heat treat m ent of high s peed steel must be s olved .Key words:high 2s peed steel r oll;heat treat m ent;s p ray f or m ing;centrifugal casting作者简介:戚正风(1930—),男,浙江余姚人,教授,主要从事热处理原理及工艺以及工模具钢的研究工作,已发表120余篇论文、7本专著,并多次获国家发明奖及省、部级科技进步奖。

高速钢热处理工艺
（1）淬火：淬火温度范围：1250~1500℃。

（2）回火：在一定温度范围内随淬火冷却速度的增大，钢
的硬度和耐磨性降低，所以要求钢在淬火后进行适当的回火。

高速钢经淬火后，得到较高硬度和耐磨性的组织为马氏体、贝氏体及少量碳化物，在一定条件下可获得较好的韧性和塑性。

经回火后，在较高硬度、耐磨性和韧性基础上，还具有良好的加工性能。

在一般情况下，回火温度宜在420~500℃之间，随着回火温度的
升高，钢的硬度和耐磨性降低。

在某些场合下，需经低温回火（400~500℃）或高温回火（≥600℃）后使用。

（3）正火：正火时温度应高于空冷淬火。

因为快速冷却与
马氏体转变关系不大，而在高温下先形成较粗的马氏体组织后再进行低温空冷，可获得较细的马氏体组织。

高速钢经正火时硬度可达60~80HRC，一般不需回火。

但对于一些特殊要求的零件，
如加工钛、钽等特殊合金材料时需要正火时硬度高于70HRC。

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高速钢的热处理工艺
高速钢的热处理工艺主要包括两个步骤：回火和淬火。

1. 回火：高速钢冷却后，需要进行回火处理，目的是通过加热和保温使其硬度和韧性达到最佳平衡。

高速钢的回火温度通常在500C-600C之间，保温时间取决于钢材的类型和尺寸，一般为1-2小时。

回火温度和保温时间的选择是根据具体材料和要求决定的。

2. 淬火：在高速钢回火处理完成后，需要进行淬火以增加其硬度。

淬火温度通常在1100C-1200C之间，根据钢材的类型和要求决定。

在淬火过程中，需要将高速钢迅速加热到淬火温度，并保持在该温度下一段时间，通常为30分钟到1小时，然后迅速冷却至室温。

冷却方式可以通过水淬或油淬等方式实现，具体采用哪种方式也根据具体条件和材料要求决定。

高速钢的热处理工艺需要根据具体的钢材类型、要求和工艺条件进行选择和优化，以达到理想的性能和使用效果。

轧辊材料及热处理工艺轧辊的寿命主要取决于轧辊的内在性能和工作受力，内在性能包括强度和硬度等方面。

要使轧辊具有足够的强度，主要从轧辊材料方面来考虑；硬度通常是指轧辊工作表面的硬度，它决定轧辊的耐磨性，在一定程度上也决定轧辊的使用寿命，通过合理的材料选用和热处理方式可以满足轧辊的硬度要求。

概述了传统的轧辊选材及其热处理工艺，同时，对轧辊材料及其热处理工艺的发展进行了展望。

传统冷轧辊材料及其热处理方式冷轧辊在工作过程中要承受很大的轧制压力，加上轧件的焊缝、夹杂、边裂等问题，容易导致瞬间高温，使工作辊受到强烈热冲击造成裂纹、粘辊甚至剥落而报废。

因此，冷轧辊要有抵抗因弯曲、扭转、剪切应力引起的开裂和剥落的能力，同时也要有高的耐磨性、接触疲劳强度、断裂韧性和热冲击强度等。

国内外冷轧工作辊一般使用的材质有ＧＣｒ15、9Ｃｒ2、9Ｃｒ、9ＣｒＶ、9Ｃｒ2Ｗ、9Ｃｒ2Ｍｏ、60ＣｒＭｏＶ、80ＣｒＮｉ3Ｗ、8ＣｒＭｏＶ、86ＣｒＭｏＶ7、Ｍｏ3Ａ等。

20世纪50～60年代，这一时期的轧件多为碳素结构钢，强度和硬度不高，所以轧辊一般采用1.5%～2%Ｃｒ锻钢。

此类钢的最终热处理通常采用淬火加低温回火，常见的淬火方式有感应表面淬火和整体加热淬火。

其主要任务是考虑如何提高轧辊的耐磨性能、抗剥落性能，并提高淬硬层深度，尽量保证轧辊表面组织均匀，改善轧辊表层金属组织的稳定性。

从20世纪70年代开始，随着轧件合金化程度的提高，高强度低合金结构钢(ＨＳＬＡ)的广泛应用，轧件的强度和硬度也随之增加，对轧辊材料的强度和硬度也提出了更高的要求，国际上普遍开始采用铬含量约2%的Ｃｒ-Ｍｏ型或Ｃｒ-Ｍｏ-Ｖ型钢工作辊，如我国一直使用的9Ｃｒ2Ｍｏ、9Ｃｒ2ＭｏＶ和86ＣｒＭｏＶ7、俄罗斯的9Ｘ2ＭΦ、西德的86Ｃｒ2ＭｏＶ7、日本的ＭＣ2等。

这类材质的合金化程度较低，在经过最终热处理后，其淬硬层深度一般为12～15ｍｍ(半径)，仅能满足一般要求，而且使用中剥落和裂纹倾向严重，轧制寿命低。

高铬钢轧辊热处理工艺流程High chromium steel is a popular material for rolling mill rolls due to its high wear resistance and toughness. However, in order to achieve the desired mechanical properties, a carefully controlled heat treatment process must be followed. This process involves a series of heating and cooling steps that are designed to modify the microstructure of the steel in a way that enhances its properties.高铬钢是轧辊的常用材料，因为它具有高耐磨性和韧性。

然而，为了获得期望的机械性能，必须遵循一个精心控制的热处理工艺流程。

这个过程涉及一系列的加热和冷却步骤，旨在以一种改善钢的微观结构的方式来提高其性能。

The first step in the heat treatment process is heating the high chromium steel rolls to a specific temperature. This temperature is critical as it determines the transformation of the steel's microstructure. Typically, the rolls are heated in a controlled atmosphere furnace to prevent oxidation and ensure uniform heating.热处理过程中的第一步是将高铬钢轧辊加热到特定温度。

１８　中国铸造装备与技术　４∕２０１５Improvement of The Automatic Core Picking for CrankcaseYAO JiMin 1, ZHAO HuaiMing 2, JI Wei 1（1. Ningbo Quanli Mechanical-Mould Co., Ltd.,Ningbo 315700,Zhejiang,China;2.Sinotruk （Hong Kong ）Co., Ltd.,Jinan Casting- forging Centre, Zhangqiu 250200.Shandong,China ）Abstract ：As to the production of crankcase, this artical compares the manual process-single machine core making, manual and tooling core picking with the automatic process-core making centre, robot automatic core picking and core assembly using fixture. The automatic process can meet the batch production for the foundry, it can raise the quality and dimensional accuracy of the casting, meanwhile the labour intensity is reduced.Keywords: Crankcase ； C oremaking mould ；Automatic core-picking ；Fixture离心复合高铬钢轧辊差温热处理工艺刘宝存１　，左素敏２（１．唐钢重机装备有限公司，河北唐山　０６３０００；２．唐山不锈钢有限公司，河北唐山　０６３３０６）摘要：离心复合高铬钢轧辊热处理工艺对轧辊组织和性能有较大的影响，特别是对芯部组织和性能的影响，不恰当的热处理工艺会降低轧辊芯部球墨铸铁强度和韧性，增大了轧辊在使用过程中的事故率。