專利名稱：利用鑄鐵軋輥工作余熱的熱振復合時效處理的方法
技術領域：
本發明涉及鑄鐵軋輥時效處理，特別是涉及一種利用鑄鐵軋輥工作余熱的熱振復
合時效處理的方法。
背景技術：
對于大型鑄鐵軋輥而言，在鑄造成形后及每次使用后都有很大的殘余應力，在實 際生產中，為延長鑄鐵軋輥使用壽命，減少斷輥、剝落、裂紋等非正常失效，必須降低和均化 鑄鐵軋輥的殘余應力，這種調整殘余應力的過程稱為時效處理。目前采用時效處理的方法 主要有自然時效處理、熱時效處理和振動時效處理三種方法。 自然時效處理簡單而且費用低，實踐證明了自然時效處理對鑄鐵軋輥使用壽命的 提高起到積極的影響，但是采用自然時效處理的周期太長，占地面積大，這對價格昂貴、消 耗量大的大型鑄鐵軋輥而言，須積壓占用大量資金、支付較多利息以及場地、運輸費用。此 外，對鑄鐵軋輥的使用數量至少需在半年以前做出計劃和安排，遠不適應現代大規模的在 線生產，將被逐步淘汰。 熱時效處理消除殘余應力效果好，但是熱時效處理需要浪費大量能源，成本高，而 且污染環境。特別是對于大型鑄鐵軋輥需要相應的大型熱處理爐，甚至由于設備條件限制 而無法進行熱時效處理。大型鑄鐵軋輥的熱時效處理的周期通常在l-2周以上，雖然比自 然時效處理時間大大縮短，但是處理效率還是很低。熱時效處理的工藝規范要求緩慢加熱 和緩慢冷卻，如果加熱速度或冷卻速度過快，都將產生新的應力，新的應力與殘余應力疊加 后反而會使鑄鐵軋輥變形或開裂。 振動時效處理的顯著優點是處理時間短、費用低、能耗少，而且適應性強、操作簡 便、工件表面不產生氧化皮、不損害工件尺寸精度，并且是能夠很方便地根據需要而進行多 次時效處理的方法，在某些方面正迅速取代傳統的熱時效處理和自然時效處理，并且已在 許多領域獲得了應用。目前這種方法存在的問題是如果工藝參數控制不合適，時效處理效 果應力消除比例不大，或者導致材料出現疲勞損傷。對于某些剛度大、固有頻率較高的大型 鑄鐵軋輥，在一定程度上受到激振設備轉速和功率的限制而無法處理。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種利用鑄鐵軋輥工作余熱的熱振復合時效 處理的方法，能夠得到最佳的時效處理效果和經濟效益。 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種利用鑄鐵軋輥工作余熱的 熱振復合時效處理的方法，利用鑄鐵軋輥工作余熱及緩冷時間，對其進行振動時效處理，包 括以下步驟(l)將所述的鑄鐵軋輥放在緩冷地坑中的軋輥框架上進行緩冷；(2)在所述 的軋輥框架上安裝振動時效處理的支撐和夾具，并將激振器固定在所述的軋輥框架上；(3) 所述的激振器對所述的鑄鐵軋輥進行激振。 所述的鑄鐵軋輥的熱振復合時效處理的方法，在所述的步驟(1)中，所述的軋輥框架每格放置一對鑄鐵軋輥。
有益效果 由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效 果由于采用熱時效處理和振動時效處理相結合的復合時效處理的方法，使得本發明不僅 發揮振動時效處理的高效節能的優點和熱時效處理的效果穩定的優點，而且避免了各種時 效處理的缺點，從而獲得最佳的處理效果和經濟效益。因為有意識的充分利用鑄鐵軋輥工 作余熱及緩冷時間進行熱振復合時效處理，在不附加時效處理的能量和時效處理的時間的 基礎上，提高了殘余應力降低效果。 在較高溫度下進行振動時效處理，此時材料的屈服強度相對較低，采用較小的激 振力，即可達到降低殘余應力的效果，同時可以降低激振器的功率，另外在功率一定的情況 下，還可以提高激振頻率，這對高剛性高固有頻率工件的振動時效處理更為有利。
圖1是根據本發明實施方式中軋輥緩冷過程中振動時效處理示意圖； 其中，31是激振力，32是軋輥框架，33是鑄鐵軋輥。
具體實施例方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人 員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。 本發明的實施方式涉及一種一種利用鑄鐵軋輥工作余熱的熱振復合時效處理的 方法，利用鑄鐵軋輥工作余熱及緩冷時間，對其進行振動時效處理，包括以下步驟(l)將 所述的鑄鐵軋輥放在緩冷地坑中的軋輥框架上進行緩冷，其中，所述的軋輥框架每格放置 一對鑄鐵軋輥；(2)在所述的軋輥框架上安裝振動時效處理的支撐和夾具，并將激振器固 定在所述的軋輥框架上；(3)所述的激振器對所述的鑄鐵軋輥進行激振。具體原理和步驟 如下 為了充分地利用鑄鐵軋輥，當一次軋制量超過某個臨界值時，輥面的疲勞裂紋擴 展速率會增加，而且輥面磨損也開始變得粗糙，此時應換輥，進行重車或重磨。 一般熱軋薄 板鑄鐵軋輥一次上機軋制48小時需要換輥，這與鑄鐵軋輥的材質特性、軋制產品的硬度、 軋制條件環境及管理水平等很多因素有關。 換輥時，鑄鐵軋輥溫度通常在50(TC左右，鑄鐵軋輥在吊離軋機后應當進行緩冷， 一般是放在特制的帶頂蓋的緩冷地坑里進行，通常在緩冷地坑中放置三天以上，但是自然 空冷就有損壞鑄鐵軋輥的危險。 由于鑄鐵軋輥在軋機上工作一段時間后，鑄鐵軋輥內部也會產生工作殘余應力。 此時需要換輥，換輥后鑄鐵軋輥輥身溫度約在50(TC左右，此時可以考慮利用鑄鐵軋輥的工 作余熱，運用熱時效處理與振動時效處理的復合時效處理的方法對其進行時效處理。如圖1 所示，振動時效處理可在緩冷地坑中進行，在地坑中軋輥框架32上可很方便地設計出振動 時效處理的支撐和夾具，將激振器固定在軋輥框架上施加激振力31。緩冷地坑中的軋輥框架32每格放置一對鑄鐵軋輥33，因此將軋輥框架32稍作改動， 一次可同時振動時效處理兩 根鑄鐵軋輥33。將兩根鑄鐵軋輥均與軋輥框架剛性固定在一起，整個系統的剛性和固有頻 率會明顯降低，因此振動時效處理更容易進行。 不難發現，由于采用熱時效處理和振動時效處理相結合的復合時效處理的方法， 使得本發明不僅發揮振動時效處理的高效節能的優點和熱時效處理的效果穩定的優點，而 且避免了各種時效處理的缺點，從而獲得最佳的處理效果和經濟效益。因為有意識的充分 利用鑄鐵軋輥工作余熱及緩冷時間進行熱振復合時效處理，在不附加時效處理的能量和時 效處理的時間的基礎上，提高了殘余應力降低效果。 在較高溫度下進行振動時效處理，此時材料的屈服強度相對較低，采用較小的激 振力，即可達到降低殘余應力的效果，同時可以降低激振器的功率，另外在功率一定的情況 下，還可以提高激振頻率，這對高剛性高固有頻率工件的振動時效處理更為有利。
權利要求
一種利用鑄鐵軋輥工作余熱的熱振復合時效處理的方法，其特征在于，利用鑄鐵軋輥工作余熱及緩冷時間，對其進行振動時效處理，包括以下步驟(1)將所述的鑄鐵軋輥放在緩冷地坑中的軋輥框架上進行緩冷；(2)在所述的軋輥框架上安裝振動時效處理的支撐和夾具，并將激振器固定在所述的軋輥框架上；(3)所述的激振器對所述的鑄鐵軋輥進行激振。
2. 根據權利要求1所述的鑄鐵軋輥的熱振復合時效處理的方法，其特征在于，在所述 的步驟(1)中，所述的軋輥框架每格放置一對鑄鐵軋輥。
全文摘要
本發明涉及一種利用鑄鐵軋輥工作余熱的熱振復合時效處理的方法，利用鑄鐵軋輥工作余熱及緩冷時間，對其進行振動時效處理。由于采用熱時效處理和振動時效處理相結合的復合時效處理的方法，使得本發明不僅發揮振動時效處理的高效節能的優點和熱時效處理的效果穩定的優點，而且避免了各種時效處理的缺點，從而獲得最佳的處理效果和經濟效益。因為有意識的充分利用鑄鐵軋輥工作余熱及緩冷時間，在不附加時效處理的能量和時效處理的時間的基礎上，提高了殘余應力降低效果。
文檔編號C21D9/38GK101724743SQ200910198878
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月17日 優先權日2009年11月17日
發明者朱世根, 范金輝, 顧偉生 申請人:東華大學