冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,

《冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法》是寶鋼集團常州軋輥製造公司於2005年3月29日申請的專利，該專利的申請號為2005100593436，公布號為CN1840714，授權公布日為2006年10月4日，發明人是唐廣銀、葛浩彬、李世輝。

《冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法》涉及冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法，所述軋輥由鋼製成，使用感應器對軋輥輥身進行感應電加熱處理，對軋輥輥身進行感應電加熱處理是使軋輥輥身依次通過第一低頻感應器、第二低頻感應器和中頻感應器而被加熱，並向軋輥輥身表面噴水對其進行噴水冷卻處理，從而在軋輥輥身製得淬硬層。該發明方法可以有效提高所得有效淬硬層的深度，對於適合的材質，可以製得深度為50毫米以上的有效淬硬層。

2009年，《冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法》獲得第六屆江蘇省專利項目獎優秀獎。

（概述圖為《冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法》摘要附圖）

基本介紹

中文名：冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法
公布號：CN1840714
公布日：2006年10月4日
申請號：2005100593436
申請日：2005年3月29日
申請人：寶鋼集團常州軋輥製造公司
地址：江蘇省常州市新冶路41號
發明人：唐廣銀、葛浩彬、李世輝
分類號：C21D1/10（2006.01）
代理機構：北京三聚陽光智慧財產權代理有限公司
代理人：翁堅剛
類別：發明專利

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

冷軋工作輥輥身淬硬層的性能，即其深度和硬度一直是衡量冷軋工作輥製造技術水平的一項重要指標。

因為冷軋工作輥是在彎曲、扭轉、擠壓等受力複雜的條件下工作的，這時候零件表層受到比心部高得多的應力作用，同時表面還要不斷地被磨損，因此必須在冷軋工作輥輥身製造淬硬層，使輥身表層具有較高的強度、硬度、耐磨性及疲勞極限，而輥身心部為了能承受衝擊載荷的作用，仍應保持足夠的塑性與韌性。在這種情況下，需要對軋輥輥身進行表面淬火處理。

軋輥輥身的表面淬火是利用快速加熱的方法，只將待淬軋輥表層奧氏體化，然後淬火，在表面獲得馬氏體組織。表面淬火不改變化學成分，只改變表層組織，使表層得到強化和硬化，即在表層製得淬硬層，而心部組織並不發生變化，還是表面淬火前的組織，從而使心部保持一定的韌性和強度。軋輥輥身的表面淬火方法較多，常用的有感應電加熱表面淬火，即感應加熱表面淬火。感應電加熱表面淬火是把軋輥放入感應器內，即感應線圈中，當感應線圈通入交變電流後，立即產生交變磁場，那么在軋輥中就會產生頻率相同，方向相反的感應電流，感應電流在軋輥內形成迴路，俗稱“渦流”，且電流密度在工件表面分布不均勻，表面密度大，中心密度小，在軋輥自身電阻的作用下，軋輥表層迅速被加熱到淬火溫度，在立即對其噴水冷卻後，可在軋輥輥身表層得到淬硬層。

軋輥經感應電加熱表面淬火後在表層可得到馬氏體加殘餘奧氏體組織，這是一種不穩定的組織，如果碰到適宜的條件，會隨時發生轉變，並引起軋輥形狀和尺寸的變化，這對軋輥使用要求來說是不允許的。

另外軋輥在經感應電加熱表面淬火後在表層會有較大的熱應力和組織應力存在，如果不及時消除這些應力，就會進一步擴展。應力的集中和擴展，會使零件變形和開裂，所以應當及時消除應力。

為了穩定組織，穩定尺寸，及時消除內應力，避免變形和裂紋的產生，還必須把淬火後得到的軋輥作回火處理，使碳原子析出並形成粒狀，從而得到回火馬氏體，以使軋輥具有良好的加工性能和使用性能。

常用的感應加熱方法是雙工頻感應器加熱和工頻、中頻雙感應器加熱，並且已經發展成為一種相當成熟的技術，但是也存在著缺陷。

雙工頻感應器淬火製造淬硬層時，可以製得最大約30毫米的有效淬硬層，有效淬硬層是指硬度大於等於90HSD的淬硬層，但是不能完全補償輥面溫度損失，易造成次表層過熱，導致過渡層不太緩和，淬火後內應力較大。工頻、中頻雙感應器淬火製造淬硬層時，又存在著加熱深度不足的缺點，很難製得30毫米以上的有效淬硬層。

傳統的感應電加熱表面淬火工具機有單頻雙工頻感應器加熱工具機、工頻和中頻雙感應器加熱工具機等。例如中國專利92216888.1就公開了一種用於對冷軋輥等大型軸類工件進行淬火的大型雙頻淬火工具機，該雙頻淬火工具機由傳動裝置、框架橫樑、配重裝置、架體、頂尖梁、變壓器小車、淬火水槽組成，在床體上設定有感應器。

發明內容

專利目的

《冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法》的目的是提供一種冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法，提高有效淬硬層的深度。

技術方案

實現《冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法》目的的整體技術構思是：在採取感應電加熱表面淬火從而製得淬硬層的方法中，尋找合適的熱處理工藝及其工藝參數，尤其是在對冷軋工作輥輥身進行感應電加熱的工序中，採用三感應器加熱工藝即使軋輥輥身依次通過第一低頻感應器、第二低頻感應器和中頻感應器而被加熱，以提高軋輥輥身淬硬層的深度和硬度。

實現該發明目的一種冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法，是使用感應器對軋輥輥身進行感應電加熱處理，並向軋輥輥身表面噴水對其進行噴水冷卻處理，從而在軋輥輥身製得淬硬層；其中對軋輥輥身進行感應電加熱處理是使軋輥輥身依次通過第一低頻感應器、第二低頻感應器和中頻感應器而被加熱。該文所述的工頻感應器是指使用頻率為50赫茲的交變電流的感應器，低頻感應器是指使用頻率為30赫茲～150赫茲交變電流的感應器，中頻感應器是指使用頻率為200赫茲～2000赫茲交變電流的感應器。在三感應器電加熱中，第一個低頻感應器用於將軋輥輥身表層加熱到居里點以上，第二個低頻感應器用於在軋輥輥身實現深的透熱加熱，而第三個感應器、即中頻感應器則主要用於調節軋輥輥身表層的溫度。

上述向第一低頻感應器、第二低頻感應器通入的交變電流的頻率優選為40赫茲～60赫茲，向中頻感應器通入的交變電流的頻率優選為200赫茲～300赫茲。

上述向第一低頻感應器、第二低頻感應器通入的交變電流的頻率為50赫茲，向中頻感應器通入的交變電流的頻率為250赫茲。

上述使軋輥輥身在第一低頻感應器和第二低頻感應器的加熱區的溫度為軋輥輥身材質的A_C1相變點以上30℃～50℃、在中頻感應器的加熱區的溫度為A_C1軋輥輥身材質的A_CI相變點以上80℃～100℃；對軋輥表面噴15℃～30℃的水。

在上述的對軋輥輥身進行感應電加熱處理和噴水冷卻處理之後進行回火處理，回火處理是將軋輥加熱至120～200℃，保溫80～120小時後將其放在空氣中自然冷卻至環境溫度。

在上述的對軋輥輥身進行感應電加熱處理和噴水冷卻處理之後、回火處理處理之前，對軋輥進行低溫冷卻處理，低溫冷卻處理是將經過噴水冷卻處理後的軋輥降溫至零下60℃～零下120℃，並保溫2～4小時後放在空氣中自然冷卻至環境溫度。

在上述的對軋輥輥身進行感應電加熱處理之前，先對軋輥進行預熱處理；預熱溫度為250℃～350℃，保溫時間為10～28小時。

採用該發明方法在冷軋工作輥輥身製造淬硬層的雙頻三感應器工具機，可以在傳統的工頻和中頻雙感應器加熱工具機的基礎上經過簡單改造即可得到。例如在中國專利92216888.1公開的一種大型雙頻淬火工具機的基礎上，只需在其床體由上至下依次設定第一低頻感應器、第二低頻感應器、中頻感應器，並將感應器與相應的電源連線後即可實施該發明方法。

一種由公知合金製造的冷軋工作輥，特別適用於該發明方法，其合金化學成分重量百分數如下所述：C為0.82％～0.90％，Si為0.30％～0.55％，Mn為0.20％～0.50％，Cr為4.90％～5.40％，Ni為0.30％～0.50％，Mo為0.20％～0.40％，V為0.10％～0.20％，其餘為Fe和不可避免的雜質。

對使用上述材質的軋輥輥身進行感應電加熱處理是使軋輥輥身依次通過第一工頻感應器、第二工頻感應器、中頻感應器而被加熱。其中向中頻感應器通入的交變電流的頻率為200赫茲～300赫茲，優選為250赫茲。

對使用上述材質的軋輥輥身進行感應電加熱處理是使軋輥輥身在第一工頻感應器和第二工頻感應器加熱區的溫度為860℃～960℃、在中頻感應器加熱區的溫度為940℃～980℃；對軋輥表面噴15℃～30℃的水。

採用該發明方法在對使用上述材質的軋輥輥身製造淬硬層的雙頻三感應器工具機，可以在傳統的工頻和中頻雙感應器加熱工具機的基礎上經過簡單改造即可得到。其改造過程是在傳統的工頻和中頻雙感應器加熱工具機架體上增加一個新的工頻感應器，新增加的工頻感應器與原工頻感應器為並聯結構，即共用一個工頻電源。

在上述的感應電加熱設備——即上述的雙頻三感應器工具機中，從上向下依次設定第一工頻感應器、第二工頻感應器、中頻感應器、噴水器、續冷池，其中軋輥輥身與第一工頻感應器的水平間距為12毫米～62毫米、與第二工頻感應器的水平間距為20毫米～75毫米、與中頻感應器的水平間距為20毫米～75毫米；使第一工頻感應器與第二工頻感應器的垂直間距為10毫米～65毫米、第二工頻感應器與中頻感應器的垂直間距為10毫米～65毫米、中頻感應器與噴水器的垂直間距為10毫米～65毫米；使軋輥在工具機中一邊以0.3毫米/秒～1.5毫米/秒的速度垂直下降，一邊以40轉/分鐘～360轉/分鐘的速度自轉。

當使用上述材質的軋輥輥身的下邊緣伸入第一工頻感應器10毫米～20毫米時，開始向感應器通電，當軋輥輥身的下邊緣伸入噴水器10毫米～20毫米時，噴水器開始向伸入噴水器中的部分軋輥輥身噴15℃～30℃的水；當軋輥輥身的上邊緣離開第二工頻感應器時，停止向第一工頻感應器和第二工頻感應器供電；當軋輥輥身的上邊緣下降至距中頻感應器下邊緣10毫米～20毫米、即輥身還有10毫米～20毫米在中頻感應器中時，停止向中頻感應器供電；將軋輥繼續下降至續冷池中續冷1至2個小時。

對使用上述材質的軋輥輥身進行感應電加熱處理前對軋輥進行預熱處理，對軋輥輥身進行感應電加熱處理和噴水冷卻處理之後，接著對軋輥依次進行低溫冷卻處理和回火處理。

對使用上述材質的軋輥進行預熱處理是將軋輥加熱至250℃～350℃，並保溫23小時至25小時；對軋輥進行低溫冷卻處理是將軋輥溫度降至零下60℃～零下120℃，經6至8小時後將軋輥置於環境溫度下讓其自然升溫至環境溫度；對軋輥進行回火處理是將軋輥溫度加熱至100℃～200℃，然後將軋輥置於環境溫度下讓其自然冷卻至環境溫度。

對使用上述材質的軋輥進行低溫冷卻處理是將軋輥放入醇類介質池中，用乾冰或者液氮對軋輥進行降溫。

對使用上述材質的軋輥進行回火處理的保溫時間為理論回火時間。理論回火時間的計算方法是：輥身直徑為x厘米，回火時間為1.5x～2.5x小時。

《冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法》方法從理論上可以用於在每一種冷軋工作輥輥身製造淬硬層，但是由於該發明的加熱層較深，製造的淬硬層也較深，所以該發明方法特別適用於輥身直徑為400毫米～800毫米的大型冷軋工作輥。

有益效果

（1）《冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法》方法主要是選擇適當的熱處理工藝即三感應器加熱表面淬火方法對冷軋工作輥輥身進行表面淬火處理，可得到高深度、高硬度、高耐磨性的淬硬層，從而製得具有優異質量的冷軋工作輥。在感應電加熱中，感應電流在鋼中的電流透熱深度

ρμf，其中ρ為電阻率；μ為導磁率，導磁率與感應電流頻率無關，僅與溫度有關；f為感應電流頻率，即為向感應器中通入交變電流的頻率。因而在相同的溫度下，低頻感應電流的透熱深度比中頻感應電流的透熱深度深倍。鋼在加熱到居里點768℃以上後，鋼的導磁率發生了很大變化，導磁率減小為原來的

，因而鋼加熱到居里點768℃以上後，電流的透入深度比在居里點以下增加約4倍。在該發明中的三感應器電加熱中，第一個低頻感應器用於將軋輥輥身表層加熱到居里點以上，第二個低頻感應器用於在軋輥輥身實現深的透熱加熱，而第三個感應器，即中頻感應器則主要用於調節軋輥輥身表層的溫度。採用該發明方法可以在冷軋工作輥輥身製得50毫米以上的有效淬硬層，即50毫米以上的硬度大於等於90HSD的淬硬層，這是傳統感應電加熱淬火製造淬硬層方法所不能達到的，採用該發明方法製得的具有較深淬硬層的軋輥在使用中能延緩軋輥磨損、延長換輥時間、提高軋機生產率、提高產量、降低消耗，從而具有巨大的經濟效益。

（2）該發明方法採用三感應器對軋輥表面加熱，將密度極高的能量施加到軋輥輥身表面一定範圍和深度內，使軋輥表層在極短的時間內加熱到相變溫度，同時可以補償輥面溫度損失，具有抑制軋輥裂紋的產生和擴展作用。

（3）對軋輥進行低溫冷卻處理可改善軋輥輥身淬硬層性能。利用乾冰或液氮作為冷卻介質，將淬火後的軋輥輥身的冷卻過程繼續下去，使軋輥溫度降到零下60℃～零下120℃，促使常規熱處理後的殘餘奧氏體進一步轉化成馬氏體，從而提高金屬材料性能，能明顯提高軋輥輥身的耐磨性、韌性和尺寸穩定性，使軋輥的壽命成倍提高。

（4）在對軋輥進行感應電加熱前，先對軋輥進行整體預熱，可以在製造淬硬層時提高奧氏體化層深度。

（5）對軋輥進行回火處理，可進一步消除軋輥經淬火造成的內應力，消除軋輥局部的組織應力，防止輥身變形。

（6）該發明與傳統的雙工頻感應器加熱製造淬硬層工藝相比，具有加熱層深、過渡層（該過渡層即為有效淬硬層與心部的基體組織之間的區域）較緩和、淬火後內應力較小和有效淬硬層較深的優點；與傳統的工頻、中頻雙感應器加熱製造淬硬層工藝相比，具有加熱層較深和有效淬硬層較深的優點。

（7）實施該發明方法的三感應器加熱工具機可以在普通的雙頻雙感應器、即工頻和中頻雙感應器加熱工具機基礎上經過簡單改造即可得到。改造過程是在普通工具機架體上安裝一個新的工頻感應器，新增加的工頻感應器與原工頻感應器為並聯結構。所以使該發明方法的實施具有投資小、見效快的優點，具有巨大的經濟效益。

附圖說明

圖1是實施例1試驗輥的結構示意圖。

圖2是三感應器電加熱軋輥輥身的示意圖。

圖3是實施例1中對對軋輥輥身進行深度剝層檢測的示意圖。

圖4是實施例1中對軋輥輥身進行深度剝層檢測所得到的剝層硬度曲線。

圖5是實施例20對對軋輥輥身進行深度剝層檢測的示意圖。

權利要求

1、一種冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法，所述軋輥由鋼製成，使用感應器對軋輥輥身進行感應電加熱處理，並向軋輥輥身表面噴水對其進行噴水冷卻處理，從而在軋輥輥身製得淬硬層，其特徵在於：對軋輥輥身進行感應電加熱處理是使軋輥輥身依次通過第一低頻感應器、第二低頻感應器和中頻感應器而被加熱。

2、根據權利要求1所述的冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法，其特徵在於：向第一低頻感應器、第二低頻感應器通入的交變電流的頻率為40赫茲～60赫茲，向中頻感應器通入的交變電流的頻率為200赫茲～300赫茲。

3、根據權利要求2所述的冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法，其特徵在於：使軋輥輥身在第一低頻感應器和第二低頻感應器的加熱區的溫度為軋輥輥身材質的A_C1相變點以上30℃～50℃、在中頻感應器的加熱區的溫度為軋輥輥身材質的A_C1相變點以上80℃～100℃；對軋輥表面噴15℃～30℃的水。

4、根據權利要求1至3之一所述的冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法，其特徵在於：在上述的對軋輥輥身進行感應電加熱處理和噴水冷卻處理之後進行回火處理，回火處理是將軋輥加熱至120℃～200℃，保溫80～120小時後將其放在空氣中自然冷卻至環境溫度。

5、根據權利要求4所述的冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法，其特徵在於：在上述的對軋輥輥身進行感應電加熱處理和噴水冷卻處理之後、回火處理處理之前，對軋輥進行低溫冷卻處理，低溫冷卻處理是將經過噴水冷卻處理後的軋輥降溫至零下60℃～零下120℃，並保溫2～4小時後放在空氣中自然冷卻至環境溫度。

6、根據權利要求5所述的冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法，其特徵在於：在上述的對軋輥輥身進行感應電加熱處理之前，先對軋輥進行預熱處理；預熱溫度為250℃～350℃，保溫時間為10～28小時。

7、根據權利要求1所述的冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法，其特徵在於：冷軋工作輥所用合金化學成分的重量百分數如下所述：C為0.82％～0.90％，Si為0.30％～0.55％，Mn為0.20％～0.50％，Cr為4.90％～5.40％，Ni為0.30％～0.50％，Mo為0.20％～0.40％，V為0.10％～0.20％，其餘為Fe和不可避免的雜質。

8、根據權利要求7所述的冷軋工作輻輻身淬硬層的製造方法，其特徵在於：所述第一低頻感應器為第一工頻感應器，第二低頻感應器為第二工頻感應器。

9、根據權利要求8所述的冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法，其特徵在於：向中頻感應器通入的交變電流的頻率為250赫茲

10、根據權利要求9所述的冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法，其特徵在於：對軋輥輥身進行感應電加熱處理是使軋輥輥身在第一工頻感應器和第二工頻感應器加熱區的溫度為860℃～960℃、在中頻感應器加熱區的溫度為940℃～980℃；對軋輥表面噴15℃～30℃的水。

11、根據權利要求10所述的冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法，其特徵在於：在感應電加熱設備中，從上向下依次設定第一工頻感應器、第二工頻感應器、中頻感應器、噴水器、續冷池，其中軋輥輥身與第一工頻感應器的水平間距為12毫米～62毫米、與第二工頻感應器的水平間距為20毫米～75毫米、與中頻感應器的水平間距為20毫米～75毫米；使第一工頻感應器與第二工頻感應器的垂直間距為10毫米～65毫米、第二工頻感應器與中頻感應器的垂直間距為10毫米～65毫米、中頻感應器與噴水器的垂直間距為10毫米～65毫米；使軋輥在工具機中一邊以0.3毫米/秒～1.5毫米/秒的速度垂直下降，一邊以40轉/分鐘～360轉/分鐘的速度自轉。

12、根據權利要求11所述的冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法，其特徵在於：當軋輥輥身的下邊緣伸入第一工頻感應器10毫米～20毫米時，開始向感應器通電，當軋輥輥身的下邊緣伸入噴水器10毫米～20毫米時，噴水器開始向伸入噴水器中的部分軋輥輥身噴15℃～30℃的水；當軋輥輥身的上邊緣離開第二工頻感應器時，停止向第一工頻感應器和第二T頻感應器供電；當軋輥輥身的上邊緣下降至距中頻感應器下邊緣10毫米～20毫米、即輥身還有10毫米～20毫米在中頻感應器中時，停止向中頻感應器供電；將軋輥繼續下降至續冷池中續冷1至2個小時。

13、根據權利要求12所述的冷軋工作輾輻身淬硬層的製造方法，其特徵在於：對軋輻進行預熱處理是將軋輻加熱至250℃～350℃,並保溫23小時至25小時；對軋輾進行低溫冷卻處理是將軋視溫度降至零下60℃-零下120℃,經6至8小時後將軋親置於環境溫度下讓其自然升溫至環境溫度；對軋棍進行回火處理是將軋輾溫度加熱至100℃~200℃,然後將軋輻置於環境溫度下讓其自然冷卻至環境溫度。

14、根據權利要求13所述的冷軋工作報棍身淬硬層的製造方法，其特徵在於：對軋輻進行低溫冷卻處理是將軋輻放入醇類介質池中，用乾冰或者液氮對軋輻進行降溫。

15、根據權利要求14所述的冷軋工作輻輻身淬硬層的製造方法，其特徵在於：對軋輻進行回火處理的保溫時間為理論回火時間，計算方法是：輻身直徑為x厘米，理論回火時間為1.5x~2.5x小時。

實施方式

實施例1

該實施例採用在製造冷軋工作輥5過程中的經過冶煉、電渣重熔、輥坯鍛造、球化擴氫處理、機加工、調質等工序後所得到的冷軋工作輥5輥坯為試驗輥，其形狀見圖1，其輥身長度a為2030毫米，輥身直徑b為520毫米，A端為軋輥在感應電加熱時的吊起端，其所用材質的化學成分見表1。

表1

C	Si	Mn	p	S	Cr	Ni	Mo	V	其餘為Fe和不可避免的雜質
0.82~0.90	0.30～0.55	0.20～0.50	≤ 0.020	≤ 0.015	4.90～5.40	0.30～0.50	0.20～0.40	0.10～0.20	其餘為Fe和不可避免的雜質

該實施例在試驗輥輥身製造淬硬層的方法如下：對軋輥輥身進行感應電加熱處理和噴水冷卻處理。見圖2，將預熱後的軋輥移入雙頻三感應器工具機中，該雙頻三感應器工具機為在普通的雙頻雙感應器、即工頻和中頻雙感應器加熱工具機基礎上經過簡單改造得到的。該工具機為比利時OSB公司生產的MTCL-18型雙頻淬火工具機，改造過程是在該工具機床體上設定一個新的工頻感應器，新增加的工頻感應器與原工頻感應器為並聯結構，即共用一個電源。改造後的雙頻三感應器工具機中，由上至下依次設定有第一工頻感應器1、第二工頻感應器2、中頻感應器3、噴水器4和續冷池，其中三個感應器的高度均為165毫米。軋輥輥身與第一工頻感應器1的水平間距，即第一工頻感應器1內表面至輥身外表面之間的水平間隙，為12毫米、與第二工頻感應器2的水平間距，即第二工頻感應器2內表面至輥身外表面之間的水平間隙，為20毫米、與中頻感應器3的水平間距，即中頻感應器3內表面至輥身外表面之間的水平間隙，為20毫米；第一工頻感應器1與第二工頻感應器2的垂直間距，即第一工頻感應器1下表面至第二工頻感應器2上表面之間的垂直間隙，為10毫米、第二工頻感應器2與中頻感應器3的垂直間距，即第二工頻感應器2下表面至中頻感應器3上表面之間的垂直間隙，為10毫米、中頻感應器3與噴水器4的垂直間距為10毫米。

調節好軋輥與三個感應器及噴水器4之間的相對位置後，使軋輥在工具機中一邊以40轉/分鐘的速度自轉，一邊以0.3毫米/秒的速度垂直下降；當軋輥輥身的下邊緣伸入第一工頻感應器110毫米時，開始向感應器通電，向第一工頻感應器1和第二工頻感應器2中通入交變電流的頻率為50赫茲，向中頻感應器3中通入交變電流的頻率為200赫茲；其中第一工頻感應器1和第二工頻感應器2淬火時的功率為580±20千瓦，中頻感應器3淬火時的功率為350±15千瓦；當軋輥輥身的上邊緣離開第二工頻感應器2時，停止向第一工頻感應器1和第二工頻感應器2供電；當軋輥輥身的上邊緣下降至距中頻感應器3下邊緣10毫米、即輥身還有10毫米在中頻感應器3中時，停止向中頻感應器3供電；在軋輥的下降加熱過程中，使軋輥在第一工頻感應器1和第二工頻感應器2的加熱區的溫度為軋輥輥身材質的A_C1相變點以上30℃～50℃，該實施例為860℃、在中頻感應器3的加熱區的溫度為軋輥輥身材質的A_C1相變點以上80℃～100℃，該實施例為940℃；當軋輥的輥身的下邊緣伸入噴水器410毫米時，噴水器4開始向伸入噴水器4中的部分軋輥輥身噴15℃的水，水壓為0.08兆帕；將軋輥繼續下降至續冷池中續冷1小時後將其放在空氣中冷卻至環境溫度。見圖3，對該試驗輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，B處為剝層部位，其剝層示意圖見圖3所示，剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達40毫米。

實施例2

其餘與實施例1相同，不同之處在於：雙頻三感應器工具機中，軋輥輥身與第一工頻感應器1的水平間距為37毫米、與第二工頻感應器2的水平間距可為48毫米、與中頻感應器3的水平間距為50毫米；第一工頻感應器1與第二工頻感應器2的垂直間距為37毫米、第二工頻感應器2與中頻感應器3的垂直間距為37毫米、中頻感應器3與噴水器4的垂直間距為37毫米；調節好軋輥與三個感應器及噴水器4之間的相對位置後，使軋輥在工具機中一邊以200轉/分鐘的速度自轉，一邊以0.9毫米/秒的速度垂直下降；當軋輥輥身的下邊緣伸入第一工頻感應器115毫米時，開始向感應器通電，向中頻感應器3中通入交變電流的頻率為250赫茲；當軋輥輥身的上邊緣下降至距中頻感應器3下邊緣15毫米、即輥身還有15毫米在中頻感應器3中時，停止向中頻感應器3供電；在軋輥的下降加熱過程中，使軋輥在第一工頻感應器1和第二工頻感應器2的加熱區的溫度為910℃、在中頻感應器3的加熱區的溫度為960℃；當軋輥的輥身的下邊緣伸入噴水器415毫米時，噴水器4開始向伸入噴水器4中的部分軋輥輥身噴25℃的水，水壓為0.12兆帕；將軋輥繼續下降至續冷池中續冷1.5小時後將其放在空氣中冷卻至環境溫度。

對該試驗輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖3所示，其剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達42毫米。

實施例3

其餘與實施例1相同，不同之處在於：雙頻三感應器工具機中，軋輥輥身與第一工頻感應器1的水平間距為62毫米、與第二工頻感應器2的水平間距為75毫米、與中頻感應器3的水平間距為75毫米；第一工頻感應器1與第二工頻感應器2的垂直間距為65毫米、第二工頻感應器2與中頻感應器3的垂直間距為65毫米、中頻感應器3與噴水器4的垂直間距為65毫米；調節好軋輥與三個感應器及噴水器4之間的相對位置後，使軋輥在工具機中一邊以360轉/分鐘的速度自轉，一邊以1.5毫米/秒的速度垂直下降；當軋輥輥身的下邊緣伸入第一工頻感應器120毫米時，開始向感應器通電，向中頻感應器3中通入交變電流的頻率為300赫茲；當軋輥輥身的上邊緣離開第二工頻感應器2時，停止向第一工頻感應器1和第二工頻感應器2供電；當軋輥輥身的上邊緣下降至距中頻感應器3下邊緣20毫米、即輥身還有20毫米在中頻感應器3中時，停止向中頻感應器3供電；在軋輥的下降加熱過程中，使軋輥在第一工頻感應器1和第二工頻感應器2的加熱區的溫度為960℃、在中頻感應器3的加熱區的溫度為980℃；當軋輥的輥身的下邊緣伸入噴水器420毫米時，噴水器4開始向伸入噴水器4中的部分軋輥輥身噴30℃的水，水壓為0.15兆帕；將軋輥繼續下降至續冷池中續冷2個小時後將其放在空氣中冷卻至環境溫度。

對該試驗輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖3所示，其剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達41毫米。

實施例4

其餘與實施例1相同，不同之處在於：在對軋輥輥身進行感應電加熱處理之前對軋輥進行預熱處理，對軋輥進行預熱處理是將軋輥加熱至250℃，並保溫23小時；然後再接著對軋輥進行感應電加熱處理。

對該試驗輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖3所示，其剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達43毫米。

實施例5

其餘與實施例4相同，不同之處在於：對軋輥進行預熱處理是將軋輥加熱至350℃℃，並保溫25小時；然後再接著對軋輥進行感應電加熱處理。

實施例6

其餘與實施例1相同，不同之處在於：在上述的對軋輥輥身進行感應電加熱處理和噴水冷卻處理之後接著進行回火處理，回火處理是將軋輥加熱至120℃，保溫80小時後將其放在空氣中自然冷卻至環境溫度。

對該試驗輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖3所示，其剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達45毫米。

實施例7

其餘與實施例6相同，不同之處在於：回火處理是將軋輥加熱至160℃，保溫100小時後將其放在空氣中自然冷卻至環境溫度。

對該試驗輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖3所示，其剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達46毫米。

實施例8

其餘與實施例6相同，不同之處在於：回火處理是將軋輥加熱至200℃，保溫120小時後將其放在空氣中自然冷卻至環境溫度。

對該試驗輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖3所示，其剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達47毫米。

實施例9

其餘與實施例7相同，不同之處在於：在上述的對軋輥輥身進行感應電加熱處理和噴水冷卻處理之後、回火處理處理之前，當將軋輥繼續下降至續冷池中續冷1.5小時後，緊接著對軋輥進行低溫冷卻處理，低溫冷卻處理是先將軋輥放入酒精池中，用乾冰使軋輥溫度降至零下60℃，經8小時後將軋輥置於環境溫度下讓其自然升溫至環境溫度。

實施例10

其餘與實施例9相同，不同之處在於：用液氮使軋輥溫度降至零下90℃，經7小時後將軋輥置於環境溫度下讓其自然升溫至環境溫度。

實施例11

其餘與實施例9相同，不同之處在於：用液氮使軋輥溫度降至零下120℃，經6小時後將軋輥置於環境溫度下讓其自然升溫至環境溫度。

實施例12

其餘與實施例9相同，不同之處在於：在對軋輥輥身進行感應電加熱處理之前對軋輥進行預熱處理，對軋輥進行預熱處理是將軋輥加熱至250℃，並保溫24小時；然後再接著對軋輥進行感應電加熱處理。

對該軋輥輥身採取深度剝層的方法對其淬硬層進行檢測，其解剖部位示意圖見圖3所示，其剝層檢測所得表層即淬硬層的硬度與深度的相關數據見圖4。圖4中縱坐標為HSD數據，橫坐標為剝層深度數據。由圖4可知，硬度大於等於90HSD的深度在50毫米。

實施例13

其餘與實施例10相同，不同之處在於：在對軋輥輥身進行感應電加熱處理之前對軋輥進行預熱處理，對軋輥進行預熱處理是將軋輥加熱至300℃，並保溫24小時；然後再接著對軋輥進行感應電加熱處理。

對該軋輥輥身採取深度剝層的方法對其淬硬層進行檢測，其解剖部位示意圖見圖3所示，其剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度在51毫米。

實施例14

其餘與實施例11相同，不同之處在於：在對軋輥輥身進行感應電加熱處理之前對軋輥進行預熱處理，對軋輥進行預熱處理是將軋輥加熱至350℃，並保溫25小時；然後再接著對軋輥進行感應電加熱處理。

對該軋輥輥身採取深度剝層的方法對其淬硬層進行檢測，其解剖部位示意圖見圖3所示，其剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度在51毫米。

實施例1至實施例14中所用軋輥在用傳統的工頻、中頻雙感應器電加熱工藝製造淬硬層時，即使對其進行預熱、深冷、回火等一系列最佳化工藝之後，仍只能在輥身製得最深為25毫米深的有效淬硬層；而採用《冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法》方法，則可以製得最深為51毫米的有效淬硬層，由此可見該發明方法可以取得非常優異的效果。

實施例15

該實施例採用在製造冷軋工作輥5過程中的經過冶煉、電渣重熔、輥坯鍛造、球化擴氫處理、機加工、調質等工序後所得到的冷軋工作輥5輥坯為試驗輥，其形狀見圖1，其輥身長度為a為1450毫米，輥身直徑為420毫米，A端為軋輥即冷軋工作輥5在感應電加熱時的吊起端，其所用材質的化學成分見表2。

表2

C	Si	Mn	p	S	Cr	Ni	Mo	V	其餘為Fe和不可避免的雜質
0.82~ 0.90	0.50～0.80	0.20～0.50	≤0.020	≤ 0.015	2.80～3.20	0.60～0.80	0.40～0.60	0.05～0.15	其餘為Fe和不可避免的雜質

該實施例在試驗輥輥身製造淬硬層的方法與實施例1相同，不同之處在於：在第一工頻感應器1和第二工頻感應器2加熱區的溫度為軋輥輥身材質的A_C1相變點以上30℃～50℃，該實施例中為880℃；在中頻感應器3的加熱區的溫度為軋輥輥身材質的A_C1相變點以上80℃～100℃，該實施例為920℃。

製得淬硬層之後，對該試驗輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，B處為剝層部位，其剝層示意圖見圖5所示，剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達25毫米。

實施例16

其餘與實施例15相同，不同之處在於：在第一工頻感應器1和第二工頻感應器2加熱區的溫度為900℃；在中頻感應器3的加熱區的溫度為930℃。

對製得淬硬層的軋輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖5，剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達28毫米。

實施例17

其餘與實施例15相同，不同之處在於：在第一工頻感應器1和第二工頻感應器2加熱區的溫度為920℃；在中頻感應器3的加熱區的溫度為950℃。對製得淬硬層的軋輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖5，剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達28毫米。

實施例18

其餘與實施例16相同，不同之處在於：在對軋輥輥身進行感應電加熱處理之前對軋輥進行預熱處理，對軋輥進行預熱處理是將軋輥先加熱至220℃，並保溫4小時；接著將軋輥加熱至300℃，並保溫12小時，然後再接著對軋輥進行感應電加熱處理。

實施例19

其餘與實施例18相同，不同之處在於：對軋輥進行預熱處理是將軋輥先加熱至250℃，並保溫4小時；接著將軋輥加熱至350℃，並保溫20小時，然後再接著對軋輥進行感應電加熱處理。

實施例20

其餘與實施例16相同，不同之處在於：在對軋輥輥身進行感應電加熱處理和噴水冷卻處理之後接著進行回火處理，回火處理是將軋輥加熱至140℃，保溫72小時後將其放在空氣中自然冷卻至環境溫度。對製得淬硬層的軋輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖5，剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達29毫米。

實施例21

其餘與實施例20相同，不同之處在於：回火處理是將軋輥加熱至180℃，保溫72小時後將其放在空氣中自然冷卻至環境溫度。對製得淬硬層的軋輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖5，剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達28毫米。

實施例22

其餘與實施例20相同，不同之處在於：回火處理是將軋輥加熱至190℃，保溫80小時後將其放在空氣中自然冷卻至環境溫度。對製得淬硬層的軋輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖5，剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達30毫米。

實施例23

其餘與實施例21相同，不同之處在於：在上述的對軋輥輥身進行感應電加熱處理和噴水冷卻處理之後、回火處理處理之前，當將軋輥繼續下降至續冷池中續冷1.5小時後，緊接著對軋輥進行低溫冷卻處理，低溫冷卻處理是先將軋輥放入酒精池中，用乾冰使軋輥溫度降至零下60℃，經8小時後將軋輥置於環境溫度下讓其自然升溫至環境溫度。對製得淬硬層的軋輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖5，剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達28毫米。

實施例24

其餘與實施例23相同，不同之處在於：用液氮使軋輥溫度降至零下80℃，經5小時後將軋輥置於環境溫度下讓其自然升溫至環境溫度。在該試驗輥輥身製造淬硬層的方法同實施例10，對製得淬硬層的軋輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖5，剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達30毫米。

實施例25

其餘與實施例23相同，不同之處在於：用液氮使軋輥溫度降至零下100℃，經4小時後將軋輥置於環境溫度下讓其自然升溫至環境溫度。對製得淬硬層的軋輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖5，剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達30毫米。

實施例26

其餘與實施例24相同，不同之處在於：在對軋輥輥身進行感應電加熱處理之前對軋輥進行預熱處理，對軋輥進行預熱處理是將軋輥加熱至220℃，並保溫4小時；接著將軋輥加熱至300℃，並保溫12小時，然後再接著對軋輥進行感應電加熱處理。在該試驗輥輥身製造淬硬層的方法同實施例12，對製得淬硬層的軋輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖5，剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達31毫米。

實施例27

其餘與實施例26相同，不同之處在於：對軋輥進行預熱處理是將軋輥加熱至230℃，並保溫5小時；接著將軋輥加熱至320℃，並保溫15小時，然後再接著對軋輥進行感應電加熱處理。對製得淬硬層的軋輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖5，剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度在32毫米。

實施例28

其餘與實施例26相同，不同之處在於：對軋輥進行預熱處理是將軋輥加熱至250℃，並保溫4小時；接著將軋輥加熱至350℃，並保溫20小時，然後再接著對軋輥進行感應電加熱處理。在該試驗輥輥身製造淬硬層的方法同實施例14，對製得淬硬層的軋輥輥身用磨床逐層磨削即深度剝層的方法對其淬硬層深度和硬度進行檢測，其解剖部位示意圖見圖5，剝層檢測所得數據表明硬度大於等於90HSD的深度可達30毫米。

實施例15至實施例28中所用軋輥在用傳統的工頻、中頻雙感應器電加熱工藝製造淬硬層時，即使對其進行預熱、深冷、回火等一系列最佳化工藝之後，仍只能在輥身製得最大為25毫米深的有效淬硬層；而採用該發明方法，則可以製得最深為32毫米的有效淬硬層，由此可見《冷軋工作輥輥身淬硬層的製造方法》方法對普通材質也可以取得非常優異的效果。

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