专利名称：一种改进的瓦楞辊热处理方法
技术领域：
本发明涉及一种热处理生产工艺，特别是一种改进的瓦楞辊热处理方法。属于金属材料热处理和轻工制造技术领域。
背景技术：
瓦楞辊是瓦楞纸板生产线上的关键部件，而瓦楞辊的热处理质量又是考核瓦楞辊的使用寿命的重要指标。直接影响到瓦楞纸板生产线的开停机时间，目前，在行业中对瓦楞辊的热处理一般采用中频表面淬火，也有小部分厂家做氮化处理，或者采用激光处理，但是，这些热处理方法存在各自的缺陷(I)中频表面淬火，瓦楞辊其表面硬层虽然可达5_，但其硬度低，只有HRC52 56，最大的缺陷是抗回火性能差，在温度180°C时，其硬度就下降到HRC48 52，而且硬度分布不均匀，有软点，激光处理也存在这个问题，由于瓦楞辊在纸板生产线上生产纸板时，都要通蒸汽或石油汽进行加热的，通蒸汽加热的，温度达180°C， 通石油汽的，温度高达250 300°C，在这个温度下，瓦楞辊的硬度就下降了很多，硬度只有HRC48 50。这样瓦楞辊很容易磨损，甚至出现凹坑，严重影响纸板质量。(2)氮化处理的瓦楞辊，其硬层浅，只有O. 25 O. 4mm，所以，在使用中会出现凹坑、麻点现象，影响纸板质量。(3)激光处理的瓦楞辊，其硬度浅，只有O. 80mm，另外，由于激光加热温度高，致使齿面溶化，这样就降低了瓦楞辊的光洁度和齿形精度，产生单齿扭曲变形，严重影响瓦楞辊的吻合精度，从而发生咬齿现象。
发明内容
本发明的目的，是为了解决现有技术存在的问题，提供一种改进的瓦楞辊热处理方法。具有残余奥氏体量能明显减少、组织尺寸稳定的优点。本发明的目的可以通过以下技术方案达到一种改进的瓦楞辊热处理方法，其特征在于包括复合处理和深冷处理二个处理程序，所述复合处理是指先将瓦楞辊氮化后再做中频表面淬火，具体步骤如下I)氮化处理将瓦楞辊放置于氮化炉中，以氨气作为氮化剂，在温度为550°C 570°C的温度条件下进行氮化处理45 50小时后取出；2)频表面淬火处理用中频感应加热设备对I)步中取出的瓦楞辊进行淬火处理，进行淬火处理时，先将温度加热至850°C 870°C，然后在该温度下通过使用PAG淬火剂对瓦楞辊喷淋冷却；3)深冷处理将经过2)步处理后的瓦楞辊放置于深冷炉中，以液氮作为制冷剂进行深冷处理，深冷处理包括三个步骤首先将深冷炉运行制冷使瓦楞辊的温度下降至_80°C -100°C，在该温度下保温65 70分钟；再次运行所述深冷炉使瓦楞辊温度进一步下降至-110°C -130°C，再保温180 230分钟；第三次运行深冷炉使瓦楞辊温度下降至-180°C _230°C，再保温280 320分钟；完成整个瓦楞辊热处理过程。本发明的目的还可以通过以下技术方案达到本发明的一种实施方案是步骤I)的氮化处理过程中氨的分解率可以为35% 60%。本发明的一种实施方案是步骤I)中所述的氮化炉可以为160KW深井氮化炉。本发明的一种实施方案是步骤2)中所述 的中频感应加热设备可以为500KW中频机。本发明的一种实施方案是步骤2)中所述的加热电压可以为8KV 9. 5KV，加热电流可以为580A 750A。本发明的一种实施方案是步骤3)中所述的深冷炉可以为井式深冷炉。本发明具有如下突出的有益效果I、本发明结合氮化处理和中频表面淬火的优点，可有效提高瓦楞辊的表面硬度特别是在本发明所限定的工艺条件(包括温度条件和时间条件)下，使瓦楞辊的表面既有较高的硬度(HRC60 62)，又能获得较深的硬层(有效硬层可达3mm以上)，具有降低固溶强化，增强弥散强化效果，有利于改善瓦楞辊的韧性，使冲击韧性提高。2、本发明采用复合处理(氮化处理+中频表面淬火)以及深冷处理，大大提高了瓦楞辊的抗回火性能，经深冷处理后的晶粒明显地细化，组织更均匀，尺寸更稳定。
图I为本发明的生产工艺流程图。
具体实施例方式具体实施例I :图I构成本发明的具体实施例I。参照图1，瓦楞辊的热处理生产工艺包括以下步骤I)氮化处理将瓦楞辊放置于氮化炉中，以氨气作为氮化剂，氨分解率为35% 60%，氮化温度为550°C 570°C，氮化48小时取出；2)中频表面淬火用中频感应加热设备对I)步中取出的瓦楞辊淬火，加热电压为8KV 9. 5KV，加热电流为580A 750A，加热温度为850°C 870°C ;然后通过使用PAG淬火剂对瓦楞辊喷淋冷却；3)深冷处理将经过2)步处理后的瓦楞辊放置于深冷炉中，以液氮作为制冷剂进行深冷处理，先运行100分钟使瓦楞辊温度下降至-90°C，再保温60分钟；然后运行90分钟使瓦楞辊温度下降至_120°C，再保温200分钟；最后运行120分钟使瓦楞辊温度下降至-190°C，再保温300分钟，整个工艺完成。本实施例中，步骤I)中所述的氮化炉可以为常规的160KW深井氮化炉，所述PAG淬火剂可以采用常规的PAG淬火剂；步骤2)中所述的中频感应加热设备可以为常规的500KW中频机；步骤3)中所述的深冷炉为常规的井式深冷炉。瓦楞辊经过本实施例I的工艺处理后，可得到以下结果I、瓦楞辊的表面硬度有所提高，由HRC55 58提高到HRC59 66可见深冷处理能有效地进一步提高瓦楞辊的表面硬度。2、瓦楞辊的残余奥氏体量有明显减少，相变应力得到基本消除，较大过饱和度得含氮马氏体被分解、细化，大量微细碳化物及Fe-N化合物析出，降低固溶强化，增强弥散强化效果，有利于改善瓦楞辊的韧性，使冲击韧性提高。3、瓦楞辊的耐磨性有明显提高，主要原因是高浓度的氮原子固溶强化的结果，另外还与其析出弥散Fe-N化合物有关。4、经深冷处理后的晶粒明显地细化，组织更均匀，尺寸更稳定。
5、瓦楞辊的抗回火性能大大地提高，回火温度取270 300°C，其硬度都有HRC60。从以上的结果来看，经本发明工艺处理后的瓦楞辊完全克服了单纯用中频淬火或氮化处理或激光处理所存在的缺陷。具体实施例2 本实施例2的特点是步骤I)的氮化处理时间为45小时或50小时，步骤3)中的深冷处理包括三个步骤首先将深冷炉运行制冷使瓦楞辊的温度下降至_80°C或-100°C，在该温度下保温55分钟或70分钟；再次运行深冷炉使瓦楞辊温度进一步下降至-110°C或-130°C，再保温180分钟或230分钟；第三次运行该深冷炉使瓦楞辊温度下降至_180°C或-230°C，再保温280分钟或320分钟；完成整个瓦楞辊热处理过程。其余同具体实施例
Io本发明结合了氮化处理和中频表面淬火的优点，使瓦楞辊的表面既有较高的硬度(HRC60 62)，又能获得较深的硬层(有效硬层可达3_以上)，因为氮化后的瓦楞辊经中频表面淬火后，氮化物转变为含氮马氏体，含氮马氏体的硬度高，耐磨性好，但若只是进行复合处理，瓦楞辊的齿表面经中频淬火后，始终存在残余奥氏体，导致组织尺寸都不稳定，而含氮马氏体脆性大，瓦楞辊很容易崩齿，所以，瓦楞辊在复合处理后还要进行深冷处理，经深冷处理后，瓦楞辊表面的残余奥氏体量能明显减少，组织尺寸得到更好地稳定化，使瓦楞辊的冲击韧性提高，同时亦大大提高了抗回火性能。
权利要求
1.一种改进的瓦楞辊热处理方法，其特征在于包括复合处理和深冷处理二个处理程序，所述复合处理是指先将瓦楞辊氮化后再做中频表面淬火，具体步骤如下 1)氮化处理 将瓦楞辊放置于氮化炉中，以氨气作为氮化剂，在温度为550°C 570°C的温度条件下进行氮化处理45 50小时后取出； 2)频表面淬火处理 用中频感应加热设备对I)步中取出的瓦楞辊进行淬火处理，进行淬火处理时，先将温度加热至850°C 870°C，然后在该温度下通过使用PAG淬火剂对瓦楞辊喷淋冷却； 3)深冷处理 将经过2)步处理后的瓦楞辊放置于深冷炉中，以液氮作为制冷剂进行深冷处理，深冷处理包括三个步骤首先将深冷炉运行制冷使瓦楞辊的温度下降至_80°C -100°C，在该温度下保温65 70分钟；再次运行所述深冷炉使瓦楞辊温度进一步下降至-110°C -130°C，再保温180 230分钟；第三次运行深冷炉使瓦楞辊温度下降至-180°C _230°C，再保温280 320分钟；完成整个瓦楞辊热处理过程。
2.根据权利要求I所述的一种改进的瓦楞辊热处理方法，其特征在于步骤I)的氮化处理过程中氨的分解率为35% 60%。
3.根据权利要求I所述的一种改进的瓦楞辊热处理方法，其特征在于步骤I)中所述的氮化炉为160KW深井氮化炉。
4.根据权利要求I所述的一种改进的瓦楞辊热处理方法，其特征在于步骤2)中所述的中频感应加热设备为500KW中频机。
5.根据权利要求I所述的一种改进的瓦楞辊热处理方法，其特征在于步骤2)中所述的加热电压为8KV 9. 5KV，加热电流可以为580A 750A。
6.根据权利要求I所述的一种改进的瓦楞辊热处理方法，其特征在于步骤3)中所述的深冷炉为井式深冷炉。
全文摘要
本发明公开一种改进的瓦楞辊热处理方法，其特征是包括复合处理和深冷处理，步骤如下1)氮化处理，将瓦楞辊放置于氮化炉，在温度为550℃～570℃的温度条件下氮化处理45～50小时后取出；2)频表面淬火处理，用中频感应加热设备对1)步中取出的瓦楞辊淬火处理；3)深冷处理，将瓦楞辊放置于深冷炉中，以液氮作为制冷剂进行深冷处理，先使瓦楞辊的温度下降至-80℃～-100℃，在该温度下保温65～70分钟；再使瓦楞辊温度下降至-110℃～-130℃，保温180～230分钟；第三使瓦楞辊温度下降至-180℃～-230℃，保温280～320分钟。本发明采用复合处理以及深冷处理，提高了瓦楞辊的抗回火性能，具有晶粒明显地细化、组织均匀、尺寸稳定和改善瓦楞辊韧性的特点。
文档编号C23F17/00GK102828190SQ20111015866
公开日2012年12月19日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者陈永智 申请人:佛山市顺德区矗泰金属热处理有限公司