SU885302A1 - Method of thermal treatment of rollers - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к термической обработке сталей и наиболее эффективно может быть использовано при изготовлении рабочих Всшков холодной прокйтки из высоколегированных сталей дл  прокатки труднодеформируемых сплавов на 20-валковых прокатных станах.The invention relates to heat treatment of steels and can most effectively be used in the manufacture of cold rolling steel high-alloy steels for rolling hard alloys on 20-roll rolling mills.

Известен способ термической обработки рабочих валков холодной прокатки , который включает нагрев валков под зaкaлky (910-920 С) токами промшиленной частоты со скоростью 10-20 град/с с промежуточными подогревами , охлаждение водой и отпуск при 140-180 С в масл ной ванне 1.A known method of heat treatment of cold rolling work rolls, which includes heating the rolls under the power of (910-920 C) currents of industrial frequency with a speed of 10-20 degrees / s with intermediate heating, water cooling and tempering at 140-180 C in an oil bath 1 .

Недостаток известного способа. заключаетс  в том, что он не обеспечивает высокую зксплуатационную стойкость валков из высоколегированных сталей, йспользуекик при прокатке труднодеформируе№1х сплавов, в св зи с тем,,что Ие обеспечиваетс  растворение карбидов легирующих элементов в твердый раствор ввиду пониженной температуры нагрева под закалку. . -.The disadvantage of this method. This is because it does not provide high performance resistance of high-alloy steel rolls, which is not useful when rolling difficult # 1 alloys, due to the fact that IE does not dissolve carbides of alloying elements into the solid solution due to the lowered temperature for quenching. . -.

Известен спбсоб термической обработки валков холодной прокатки с индукционного нагрева, который заключаетс  в предварительном подогреве валка ниже Ас , нормализации от 840-940С, охлаждении на воздухе до 400-500°С, окончательномKnown spbsob heat treatment of cold rolling rolls with induction heating, which consists in preheating the roll below Ac, normalization from 840-940С, cooling in air to 400-500 ° С, final

нагреве под закалку до 900-940 С и закалке интенсивным спрейерным охлаждением 2 . heating for quenching to 900-940 ° C and quenching by intensive spray cooling 2.

Недостаток указанного способа заключаетс  в том, что он также не позвол ет получить высокую эксплуатационную стойкость валков, изготовленных из высоколегированных инструментальных марок сталей и предназначенных дл  прокатки труднодефор15 мируемых сплавов. Это св зано с тем, что при таком способе термической обработки на поверхности вгшка обра зуетс  тонкий закаленный слой, который опираетс  на м гкую незакален20 ную сердцевину. Такой слой легко продавливаетс  в процессе прокатки труднодеформируе Ф«х сплавов, что приводит к выходу вёшка- из стро . Кроме того, наличие тонкого завален25 ного сло  на валках не позвол ет производить их многократную перешлифовку , что также сокращает срок службы валков.The disadvantage of this method is that it also does not allow to obtain high operational durability of rolls made of high alloyed tool steel grades and intended for rolling hard-tootformed alloys. This is due to the fact that with this method of heat treatment a thin hardened layer is formed on the surface of the lug, which rests on a soft, non-hardened core. Such a layer is easily pressed during the process of rolling hard-to-deform F x alloys, which leads to the release of the bucket from the system. In addition, the presence of a thin, heaped layer on the rolls does not allow their repeated grinding, which also reduces the service life of the rolls.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс The closest in technical essence to the proposed is

30thirty

способ термической обработки валков, включающий нагрев до температуры закалки на вторичную твердость, закалку и двукратный высокотемпературный отпуск 3.method of heat treatment of the rolls, including heating up to the quenching temperature for secondary hardness, quenching and double high-temperature tempering 3.

Недостаток известного способа заключаетс  в том, что он не обеспечивает повышение контактной поверхности и износостойкости , а следовательно , и повышение эксплуатацион:ной стойкости, поскольку поверхностный слой имеет пониженное количество карбидов.The disadvantage of this method is that it does not provide an increase in the contact surface and wear resistance, and hence an increase in the operational durability, since the surface layer has a reduced amount of carbides.

Цель изобретени  - повышение эксплуатационной стойкости валков из высоколегированных инструментальных сталей за счет увеличени  поверхностной контактной прочности и износо стойкости..The purpose of the invention is to increase the operational durability of the rolls of high-alloy tool steels by increasing the surface contact strength and wear resistance.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в способе термической обработки валков из высоколегированных инструментсшьных сталей, включающем нагрев до температуры закалки на вторичную твердость, закалку и двукратный высокотемпературный отпуск, перед закалкой валки подвергают нормализации , после чего предварительно нагревают и выдерживают при, 400ЗОО С , в течение 1 ч, ё. затем окончательно нагревают до температуры закалки со скоростью 20,5-25,0 град/The goal is achieved by the fact that in the method of heat treatment of rolls of high-alloy tool steels, including heating to the hardening temperature for secondary hardness, quenching and two-time high-temperature tempering, before quenching, the rolls are normalized, then preheated and maintained at 400 ° C, for 1 h, yo then finally heated to quenching temperature at a rate of 20.5-25.0 degrees /

Предлагаемый способ термообработки прокатных валков позвол ет повысить эксплуатационную стойкость валков , изготовл емых преимущественно из высоколегированных сталей. Это достигаетс  благодар  тому, что-полученна  после нормализации структура мартенсита с остаточным аустенитом подвергаетс  предварительному нагреву до 400-500С с выдержкой 1 ч дл  интенсивного выделени  карбидов цементитного типа, обеспечивающих в этом интервале температур мелкодисперсную и равномерно распределенную карбидную ..фазу. Дальнейший окон чательный нагрев со скоростью 20,5-25 ,0гpaд/d до температуры закалки на вторичную твердость вызывает превращение ранее выделившегос  цементита в специальные карбиды, более богатые металлическими атомами, что увеличивает износостойкостьи сопротивл емость поверхностного сло  схватыванию с прокатываемым металлом. При более медленном .нагреве происходит частичное растворение карбидов, что приводит к уменьшению карбидов в поверхностном слхэе и снижению его износостойкости При более быстром нагреве реакци  превращени  карбидов цементитного типа в спецкарбиды не успеет произойти.The proposed method of heat treatment of rolling rolls makes it possible to increase the operational durability of rolls manufactured mainly from high alloy steels. This is achieved due to the fact that, after normalization, the structure of martensite with residual austenite is preheated to 400-500 ° C for 1 h to intensively release cementite-type carbides, which provide a finely dispersed and uniformly distributed carbide phase in this temperature range. Further final heating at a rate of 20.5–25.0 dg / d to the quenching temperature for secondary hardness causes the previously released cementite to be converted into special carbides richer in metal atoms, which increases the wear resistance and the resistance of the surface layer to the setting of the rolled metal. With a slower heating, the carbides partially dissolve, which leads to a decrease in carbides in the surface layer and a decrease in its wear resistance. With a more rapid heating, the reaction of transformation of carbides of the cementite type into special carbides will not have time to occur.

Указанные интервал температуры предварительного подогрева и скорост окончательного нагрева подтверждены результатами карбидного анализа фазового состава стали 6Х6М1Ф.The indicated preheating temperature interval and final heating rate are confirmed by the results of carbide analysis of the phase composition of 6H6M1F steel.

Последующий многократный отпуск при температуре дисперсионного твердени  (Ь20-540 С) после термообработки по предлагаемому режиму приводит к повышению количества карбидов (в зависимости от марки стали до 60%) в поверхностном слое и отпуску мартенситной структуры всего валка. Наличие прочных мартенситной матрицы и поверхностного карбидного сло  из дисперсных равномерно распределенных карбидов исключает продавливание поверхностного сло  и повышает контактную прочность валков.В зависимости от сочетани  материала карбидной и матричной фазы регулируетс  износостойкость валков.Чем меньше размер упрочн ющей фазы и чем меньше рассто ние между частицам этой фазы, тем выше свойства материала.Subsequent tempering at a temperature of dispersion hardening (L5-540 C) after heat treatment according to the proposed mode leads to an increase in the amount of carbides (depending on the steel grade up to 60%) in the surface layer and tempering the martensitic structure of the whole roll. The presence of a strong martensitic matrix and a surface carbide layer of dispersed uniformly distributed carbides eliminates the bursting of the surface layer and increases the contact strength of the rolls. Depending on the combination of carbide and matrix phase, the wear resistance of the rolls is controlled. The smaller the size of the hardening phase and the smaller the distance between the particles of this phase, the higher the material properties.

Способ осуществл етс  следующим образом.The method is carried out as follows.

Заготовку прокатного валка из стали 6Х6М1Ф, имеющую следующий химический состав компонентов, (мае. %) : С - 0,7; Мп О,62; Сг 5,5; Мо 1,5;V 0,8; Si 0,4; S иР:ёО,03 каждого, подвергают нормализации от с .временем выдержки 2 ч и подледующему охлаждению на воздухе. Затем заготовку подвергают предварительному нагреву до 400-500 0 с выдержкой в течение 1 ч и окончательному нагреву на установке ТВЧ до 1100 С со скоростью 20,5-25,0 град/с.По достижении заданной температуры заготовку подвергают немедленному охлаждению . дл  предотвращени  растворени  выделенных карбидов. Последующий двукратный отпуск в течение 1 ч при 520-540 с приводит к отпуску поверхностного сло  заготовки и всей матрицы, так как повышенна  легированность стали 6Х6М1Ф обеспечивает мартенситную структуру после отпуска. После такой термической обработки поверхностныЯ слой имеет твердость HRC 63-64 единицы, а вс  матрица 60-62 HRC. Износостойкость и контактна  прочность определены на 3-роликовой машине при фрикционном качении. Диаметр испытуемых роликов 35 мм (ширина дорожки .5 мм), а обкатных роликов , изготовленных иэ стали Р18/ 50 мм (ширина дорожки 10 мм). Результаты испытаний приведены в таблице .The billet mill roll of steel 6H6M1F, having the following chemical composition of the components (May.%): C - 0.7; Mp 0, 62; Cr 5.5; Mo 1.5; V 0.8; Si 0.4; S and R: oO, 03 each, is subjected to normalization from a dwell time of 2 hours and subsequent cooling in air. Then, the billet is pre-heated to 400-500 0 with an exposure for 1 hour and the final heating at the HDTV unit to 1100 C at a speed of 20.5-25.0 deg / s. When the preset temperature is reached, the billet is immediately cooled. to prevent the dissolving of the emitted carbides. The subsequent double tempering for 1 h at 520-540 s leads to tempering of the surface layer of the workpiece and the entire matrix, since the increased alloying of 6H6M1F steel provides the martensitic structure after the tempering. After this heat treatment, the surface layer has a hardness of HRC 63-64 units, and the entire matrix is 60-62 HRC. Wear resistance and contact strength are determined on a 3-roller machine during friction rolling. The diameter of the tested rollers is 35 mm (the track width is .5 mm), and the rolling rollers are made of steel P18 / 50 mm (the track width is 10 mm). The test results are shown in the table.

ИзвестныйFamous

4,25 0,0254.25 0.025

Анализ полученных данных показывает , что износостойкость и контактнд  прочность прокатных валков, обработанных предлагаемым способом лх в 2 раза выше, чем известным.The analysis of the obtained data shows that the wear resistance and contactnd strength of mill rolls processed by the proposed method are 2x higher than the known one.

Claims (3)

1.Металловедение и термическа  обработка металлов . 1970, № 6,1. Metal science and thermal processing of metals. 1970, No. 6, с.61.p.61 00 2.Авторское свидетельство СССР № 417504, кл. С 21 D 9/38, 1970.2. USSR author's certificate number 417504, cl. From 21 D 9/38, 1970. 3. Авторское свидетельство СССР № 610872, кл. С 21 D 9/38, 1976.3. USSR author's certificate No. 610872, cl. C 21 D 9/38, 1976.