半連軋熱輸出輥道大型空心輥采用45鋼無縫鋼管制成,兩端熱裝配軸頭。技術要求為:輥面硬度≥40HRC,輥面變形≤1.00mm,中部收縮≤0.70mm。熱處理采用中頻感應加熱表面淬火,設備為立式中頻淬火機床,振蕩頻率為1-8KHZ,單圈感應器連續(xù)淬火加熱噴水冷卻。生產中發(fā)現(xiàn),空心輥淬火后出現(xiàn)較大變形,而大軋輥了工件矯正十分困難,效果不好,造成不少工件因變形過大而報廢。嚴重影響產品質量和正常生產,經濟損失較大。
試驗和生產發(fā)現(xiàn),輥面淬火后,出現(xiàn)輥面直徑縮小而輥身伸長;空心輥表面淬火時,還生產輥面彎曲變形,分析認為,空心輥熱處理時出現(xiàn)的變形是感應加熱中產生的熱應力和祖師應力引起工件不均勻塑性變形的結果。
分析認為,這事因為感應加熱升溫快,過熱度大,故奧氏體化溫度比Ac3gao 70-150℃。45鋼工件加熱至840℃,奧氏體化還未完全完成,急冷后不能獲得完全馬氏體組織,故相變應力并不明顯,此時熱應力起主導作用;當淬火溫度升高,工件冷卻后馬氏體轉變量增加,相變應力加大,抵消了部分熱應力作用,使變形量減??;加熱溫度升至870℃時,工件完全奧氏體化,冷卻中全部轉變?yōu)轳R氏體,此時相變應力最大,工件變形量最?。淮慊饻囟仍谏?,相變應力和870℃時一樣,不在增大,而熱應力由于溫度升高而加大,熱應力又起主導作用,工件現(xiàn)實明顯的熱應力變化。通過分析空心輥變形月溫度關系分析,可以看出,空心輥采用860-870℃感應淬火加熱溫度較佳,其變形量最小。
防止中頻淬火機淬火后變形的工藝改進措施:
1.工件感應淬火加熱溫度為860-870℃。
2.工件旋轉時不得晃動,注意尾架彈簧不可壓的太緊;工件和感應器噴水器防止應同心對中,感應器噴水器水平防止,不要歪斜。
3.主軸轉速線速度應大于感應器上升速度,以使工件冷卻均勻更好,工件表面硬化后硬度更均勻一直。噴水環(huán)噴水孔應分布均勻,進水口不少于3個以上保證噴水量穩(wěn)定和均勻。
4.回火時工件應凸面向上,兩端墊起,以減少彎曲變形。