Способ термической обработки валков
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОВ ЕтЕНИЯ ""885®2
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ
Союз Советских
Соцналнстнчесжнк т еспублес (63) Дополнительное к авт. саид-ву(5 М К„з (22) Заявлено 080 1.79 (21) 2709549/22-02 с присоединением заявки Нов
С 21 D 9/38
С 21 0 1/78
Ф Осударствеяныя аомятет
СССР яо делам нзобретеяяя л открытка (23) Приоритет—
Опубликовано 301 j,31 Бюллетень Й9 44
Дата опубликования описания 30.1181 (5З) УДК 621.785.79 (088.8) (72) Автор изобретения
A- Ф. Дегтярев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОИ ОБРАБОТКИ ВАЛКОВ
Изобретение относится к термической обработке сталей и наиболее эффективно может быть использовано при изготовлении рабочих валков холодной прокатки иэ высоколегированных сталей для прокатки труднодеформируемых сплавов на 20-валковых прокат.ных станах.
Известен способ термической обработки рабочих валков холодной прокатки который включает нагрев вал, I о ков под закалку (910-920 С) токами промышленной частоты со скоростью
10-20 град/с с промежуточными подогревами, охлаждение водой и отпуск при 140-180 С в масляной ванне (13.
Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает высокую эксплуатационную стойкость валков иэ высоколегированных сталей, йспольэуевмх при прокатке труднодеформируеьых сплавов, в связи с тем,,что не обеспечивается растворение карбидов легирующих элементов s твердый раствор ввиду пониженной температуры нагрева под з акалку.
Известен способ термической обработки валков холодной прокатки с индукционного нагрева, который зак; лючается в предварительном подогреве валка ниже точки Ас, нормализации от 840-940 С, охлаждении на воздухе до 400-500 С, окончательнрм нагреве под закалку до 900-940 С и закалке интенсивным спрейерным охлаждением (2).
Недостаток указанного способа заключается в том, что .он также не позволяет получить высокую эксплуатационную стойкость валков, изготовленных из высоколегированных инструментальных марок сталей и предназначенных для прокатки труднодефор I5 мируеьых сплавов. Это связано с тем, что при таком способе термической обработки на поверхности валка обра эуется тонкий закаленный слой, который опирается на мягкую незакален20 ную сердцевину. Такой слой легко продавливается в процессе прокатки труднодеформируемых сплавов, что приводит к выходу валка из строя.
Кроме того, наличие тонкого эаиапенного слоя на валках не позволяет производить их многократную перешлифовку, что также сокращает срок службы валков.
Наиболее близким по технической
ЗО сущности к предлагаемому является
885302 с- особ термической обработки валков, включающий нагрев до температуры закалки на вторичную твердость, закалку и двукратный высокотемпературный отпуск (3).
Недостаток известного способа заключается 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.
Цель изобретения — повышение экс- плуатационной стойкости валков из высоколегированных инструментапьных сталей за счет увеличения понерхност- 1з ной контактной прочности и износо стойкости.
Поставленная цель достигается тем, что в способе термической обработки Щ валков из высоколегированных инструментальных 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 .400500ОС, и течение 1 ч, а затем окончательно нагревают до температуры закалки со скоростью 20,5-25,0 град/с.
Предлагаемый способ термообработки прокатных валков позволяет повысить эксплуатационную стойкость валков, изготовляемых преимущественно из высоколегированных сталей. Это достигается благодаря тому, что-полученная после нормализации структура мартенсита с остаточным аустенитом подвергается предварительному нагре- 40 ву до 400-500 С с выдержкой 1 ч для интенсивного выделения карбидов цементитного типа, обеспечивающих н этом интервале температур мелкодисперсную и равномерно распределенную карбидную.,фазу. Дальнейший окон— чательный нагрев со скоростью 20,5 в .
-25,0 град/d до температуры закалки на вторичную твердость вызывает превращение ранее выделившегося цементита в специальные карбиды, более бо- гатые металлическими атомами, что увеличивает износостойкость и сопро- тивляемость понерхностного слоя схватыванию с прокатываемым металлом. При более медленном .нагрене происходит частичное растворение карбидов, что приводит к уменьшению карбидов в поверхностном слое и снижению его износостойкости, При более быстром нагрене реакция превращения карби- 4{) дов цементитного типа в спецкарбиды не успеет произойти.
Указанные интервал температуры предварительного подогрева и скорость окончательного нагрева подтверждены результатами карбидного анализа фазового состава стали бХбМ1Ф.
Последующий многократный отпуск при температуре дисперсионного твердения (520-540 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 слоя иэ дисперсных равномерно распределенных карбидов исключает проданливание поверхностного слоя и повышает контактную прочность валков.В зависимости от сочетания материала карбидной и матричной фазы регулируется износостойкость валков.Чем меньше размер упрочняющей фазы и чем меньше расстояние между частицам этой фазы, тем выше свойства материала.
Способ осуществляется следующим образ ом.
Заготовку прокатного валка иэ стали бХбМ1Ф, имеющую следующии химический состав компонентов, (мас. %):
С вЂ” О, 7; Мп 0,62; Сг 5,5; Мо 1,5; V
0,8; Si 04; S и Р 003 каждого, подвергают нормализации от 1050 С с о .временем выдержки 2 ч и последующему охлаждению на воздухе. Затем заготовку подвергают предварительному нагреву до 400-500ОС с выдержкой н течение 1 ч и окончательному нагреву на установке ТВЧ до 1100 С со скоО ро стью 20, 5-25, 0 град/с. По достижении заданной температуры заготовку подвергают немедленному охлаждению; для предотвращения растворения выделенных карбидов. Последующий двукратный отпуск в течение 1 ч при 520-540 С приводит к отпуску поверхностного слоя эаготонки и всей матрицы, так как повышенная легированность стали 6ХбМ1Ф обеспечинает мартенситную структуру после отпуска. После такой термической обработки поверхностный слой имеет твердость HRC
63-64 ециницы, а вся матрица 60-62
HRC. Износостойкость и контактная прочность определены на 3-роликовой машине при фрикционном качении. Диаметр испытуемых роликов 35 мм (ширина дорожки 5 мм), а обкатных роликов, изготовленных из стали Р18 —
50 мм (ширина дорожки 10 мм) . Результаты испытаний приведены в таблице.
885302
Скорость нагрев под закалку, град/с
П р е д л а г а е м ы и с и о с о б
15 0
5,5
63,0
20,5
9,0
25,0
10,0
30,0
7,0
Из вестный
Закалка от 1050 С, выдержка 1 ч, дву- . кратный отпуск по
1 ч при 520 С
4,25
0,025
60,0
5 0 поверхностной контактной прочности и износостойкости, перед Закалкой валки подвергают нормализации, после чего предварительно нагревают и выдерживают при 400-500 С в течение 1 ч, а затем окончательно нагревают до температуры закалки со скоростью
20,5-25,0 град/с.
Формула изобретения
Источники информации принятые во внимание при экспертизе
1. Металловедение и термическая обработка металлов . 1970, Р 6, с.61.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 417504, кл. С 21 D 9/38, 1970.
3. Авторское свидетельство СССР
9 610872, кл. С 21 D 9/38, 1976.
Составитель А.Секей
Редактор В.Петраш Техред 3.Фанта Корректор Г.Назарова
Заказ 10451/35 Тираж 621 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35,Раушская наб., д.4/5 филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4
4,30
12,50
16,00
16,20
Анализ полученных данных показывает, что износостойкость и контактная прочность прокатных валков, о6работанных предлагаемым способом, в 2 раза выше, чем известным.
Способ термической обработки вал-. ков, преимущественно из высоколегированных инструментальных сталей, включающий нагрев до температуры закалки на вторичную твердость, закалку и двукратный высокотемпературный от- 4О пуск, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости за счет увеличения
0,020
0,010
0,009
О, 019
63,5
64,0
63,0