Способ термической обработки валков

ОПИСАНИЕИЗОВГЕтЕНИЯ "885 З 2К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ Сеез Советских Соцналнстнчесжнк Республнк(22) Заявлено 080 1,79 (21) 2709549/22-02с присоединением заявки Нов С 21. О 9/38 С 21 О 1/78 ФосудаРствеяный Вомятет СССР яо делам нзобретеяяя л открытая(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, Фоков 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 11).Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает высокую эксплуатационную стойкость валков иэ высоколегированных сталей, йспольэуеввас при нро" катке труднодеформируежх сплавов, в связи с темчто не обеспечивается растворение карбидов легирующих элементов в твердый раствор ввидупониженной температуры нагрева под закалку.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, окончательнрмнагреве под закалку до 900-940 С изакалке интенсивным спрейерным охлаждением 12.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 мируеьых сплавов. Это связано с тем,что при таком способе термическойобработки на поверхности валка обраэуется тонкий закаленный слой, который опирается на мягкую незакален ную сердцевину. Такой слой легкопродавливается в процессе прокаткитруднодеформируемых сплавов, чтоприводит к выходу валка из строя.Кроме того, наличие тонкого эаКапенного слоя на валках не позволяетпроизводить их многократную перешлифовку, что также сокращает срокслужбы валков.Наиболее близким по технической 30 сущности к предлагаемому являетсяспособ 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 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,400- 500 С, 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 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/ 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 дов цементитного типа в спецкарбиды не успеет произойти.Указанные интервал температуры предварительного подогрева и скорость окончательного нагрева подтверждены результатами карбидного анализа фазового состава стали 6 ХбМ 1 Ф.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 й 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 6 Х 6 М 1 Ф, имеющую следующии химический состав компонентов, (мас. %): С - О, 7 р Мп 0,62 р Сг 5,51 Мо 1,5 у Ч 0,8 р Я 1. 0,47 Я и Р 0,03 каждого, подвергают нормализации от 1050 С со временем выдержки 2 ч и последующему охлаждению на воздухе. Затем заготовку подвергают предварительному нагреву до 400-500 ОС 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 6 ХбМ 1 Ф обеспечинает мартенситную структуру после отпуска. После такой термической обработки поверхностный слой имеет твердость ННС 63-64 единицы, а вся матрица 60-62 НВС. 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 Р 18 - 50 мм (ширина дорожки 10 мм) . Результаты испытаний приведены в таблице.,01 стн Закалка от 1050 С,выдержка 1 ч, дву-,кратный отпуск по1 ч при 520 С 02 поверхностной контактной прочностии износостойкости, перед Закалкойвалки подвергают нормализации, послечего предварительно нагревают и выдерживают при 400-500 С в течение 1 ч,а затем окончательно нагревают дотемпературы закалки со скоростью20,5-25,0 град/с.35,п нных данных показыстойкость и контактокатных валков, обагаемым способомчем известным. Ан али 3 получ ает, что износ ,ая прочность п аботанных пред м в 2 раза выше рмула изобретения ство СС1970. ство СС 8, 1976 Авторское сви504, кл. С 21 Авторское сви872, кл. С 21 детель П 9/38 детель Р 9/3 Составитель А.Секейтраш Техред З.фанта Корректор Г.Назарова Редакто Тираж 621 ИИПИ Государственног по делам изобрете 113035, 1 Лосква, Жказ 10451/3 Подписное комитета СССР й и открытий Раушская наб,филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная Способ термической обработки валков, преимущественно из высоколегиро ванных инструментальных сталей, вклю чающий нагрев до температуры закалки на вторичную твердость, закалку и двукратный высокотемпературный отпуск, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости за счет увеличения Источники информации,ринятые во внимание при экспертизе1. Металловедение и термнческабработка металлов. 1970, Р 6,