1.4 Разработка режима термической обработки

Технологический процесс изготовления валков холодной прокатки состоит из следующих этапов. Рассмотрим их.

1.Предварительная термическая обработка. Ее проводят с целью перекристаллизации структуры кованного металла, снижения твердости и уровня остаточных напряжений, подготовки структуры к механической обработки и последующей закалке, предотвращения флокенообразования, так как все применяемые валковые стали флокеночувствительны. Даже в случае правильного проведения ковки и получения исходной структуры зернистого перлита без признаков перегрева противофлокенная обработка волков холодной прокатки обязательна [5].

Для стали 9Х предварительной термической обработкой будет отжиг и улучшение.

Отжиг. Садка помещается в разогретую печь до температуры 630-680⁰С, выдерживается при этой температуре в течении 5 часов. Производится нагрев с максимальной скоростью до температуры 820…840⁰С, выдержка в течении 3 часов, после чего охлаждение на воздухе до температуры 300…350⁰С и время выдержки при этой температуре составляет 1 час. Производится нагрев с максимальной скоростью до температуры 700…720⁰С. Дожидаются выравнивания температур и выдержка в течение 15 часов с последующим охлаждении на воздухе. Если охлаждать более быстро, то проведение противофлокенной обработки мало эффективно.

Улучшение. Садка помещается в разогретую печь до температуры 750⁰С, выдерживается при этой температуре в течение 2 часов. Далее производится нагрев с максимальной скоростью, выдержка в течение 3 часов с последующей закалкой в масло до температуры 380…400⁰С и выдержка при этой температуре в течение 2 часов. Происходит нагрев до температуры 690…730⁰С со скоростью не более 60⁰С/ч. Производится выдержка в течение 10 часов с последующем охлаждением на воздухе.

Температура аустенитизации при отжиге составляет 800…840⁰С, что на 60…100⁰С выше критической точки Ас1, для стали 9Х она равна 745⁰С. при такой температуре значительное количество карбидов не переходит в аустенит, а при последующем охлаждении они будут являться центрами выделяющихся карбидов, что повышает дисперсность феррито - карбидной смеси. В процессе изотермической выдержки при температуре 700…720⁰С образуется структура зернистого перлита, происходит частичное удаление и перераспределение водорода с переводом его в неактивную форму.

Улучшение приводит к полной ликвидации остатков карбидной сетки, измельчению карбидной фазы, повышению прочности. Температура аустенитизации при закалке 870-890⁰С способствует почти полному растворению карбидной фазы ( Fe, Cr )₃C в аустените и обогащению его хромом, что вызывает повышение прокаливаемости и закаливаемости стали.

2.Окончательная термическая обработка. После предварительной термической обработки снимается припуск 3…15 мм и проводится окончательная термическая обработка. Основная цель ее заключается в получении высокой твердости на поверхности бочки валков. Окончательной термической обработкой для валков холодной прокатки является поверхностная закалка с отпуском. Производится предварительный подогрев до 500…600⁰С. Время выдержки при этой температуре составляет 1,5 часа. Производится нагрев до температуры 800…820⁰С со скоростью не более 60⁰С/ч. Дожидаются выравнивания температуры и выдержка при этой температуре составляет 1 час, охлаждается в масле в течение 1 часа, а потом на воздухе 30 минут.

После закалки производится низкотемпературный отпуск, он приводит к значительному снятию и перераспределению остаточных напряжений в закаленном валке, образованию дисперсных карбидов, распаду остаточного аустенита, стабилизации размеров, выравниванию твердости поверхности бочки валка. Отпуск проводится в масляной ванне с температурой 150⁰С. Время выдержки рассчитывается из расчета 1,5 часа на 10 мм диаметра. Следовательно, время выдержки составляет 30 часов с последующим охлаждением на воздухе.

Температура,⁰С

60⁰С/ч

800-820

Масло

500-600

Воздух

150

Воздух

1,5ч. 1ч. 1ч. 0,5ч. 30ч. Время,ч