具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明一种控制细长类H13矫直辊双频淬火变形的工艺，具体按以下步骤实施：

步骤1，将H13矫直辊放置于台车式电阻炉内，以80℃/h的速度升温至650℃并保温5-6h，随后停电炉冷至300℃出炉，进行校直，校直过程根据校直设备的不同，可按对应操作规程执行，当校直至跳动变形≤2mm后再将该矫直辊放入炉内，继续采用同样的工艺进行消应力，保温结束后停电炉冷至300℃出炉进行校直，校直至跳动变形≤2mm后再将该矫直辊放入炉内……即：消应力——校直——消应力——校直——消应力——……不断往复多次进行，直到消应力出炉后跳动变形≤1mm为止，这样才可进行双频淬火，往复的消应力过程可最大程度的减小矫直辊的内应力，减小淬火过程的应力积累，以达到控制变形的目的。

步骤2，淬火感应器选择时应使工频和中频的感应器直径均比H13矫直辊的直径大100mm，大的感应器间隙以减小工件加热时温度对感应器间隙的热敏感作用，使加热更加均匀，减少加热变形；

步骤3，制定淬火温度，将工频加热温度控制在750-800℃，中频加热温度在1030-1050℃，工频低的加热温度只起到预热作用，以减小加热时的热应力作用，有效控制变形；中频为主加热，确保达到淬火温度，在工件经过双感应器加热后，使得工件完全奥氏体化再经过喷水圈内水的急速冷却可达到较高的硬度；

步骤4，经步骤3后，进行淬火，淬火过程中H13矫直辊以42mm/min的速度下降，开始淬火时H13矫直辊不进行自转，随着工件的下移，当发现H13矫直辊出现轻微变形时，旋转H13矫直辊使其始终位于工频和中频感应器中心位置，如此一直进行，直至淬火完成，这样可以保证其加热均匀，减小淬火变形。

本发明主要是控制细长类H13矫直辊双频感应淬火后变形较大的问题，其通过从淬火前的往复消应力、淬火感应器的选择、淬火温度的控制、淬火过程中工件旋转方式的调节这几个方面对淬火过程的变形进行控制。通过对四个淬火环节进行工艺创新，综合影响下收到了不同于常规淬火方法的有益效果，使细长类H13矫直辊的双频淬火变形大大降低，辊面硬度均匀性也得到了提高。将细长比≥15左右的H13矫直辊采用双频感应淬火方式后，使其淬火跳动变形控制在3mm以内。

实施例1

本实施例所采用的H13矫直辊产品尺寸为：φ315X4450/5506。要求辊身硬度HRC54-56，层深12-14mm。产品主要成分如表1所示，采用的双频淬火变压器基本参数如表2所示；

表1H13矫直辊的主要成分

表2双频淬火变压器基本参数

采用本发明的工艺进行操作，如图1所示，具体步骤如下：

(1)淬火前进行消应力

将H13矫直辊放置于台车式电阻炉内，以80℃/h的速度升温至650℃并保温5-6h，随后停电炉冷至300℃左右出炉进行校直，校直至跳动变形≤2mm后再将该矫直辊放入炉内，继续采用同样的工艺进行消应力，保温结束后停电炉冷至300℃左右出炉进行校直，校直至跳动变形≤2mm后再将该矫直辊放入炉内……即：消应力——校直——消应力——校直——消应力——……不断往复多次进行，直到消应力出炉后跳动变形≤1mm为止，这样才可进行双频淬火。通过高温反复消应力校直，会大大降低工件自身的各种残余应力，最后会有助于淬火后变形的控制。

(2)合理选择感应器

因为加热温度对感应器间隙的敏感性较大，只有降低这种敏感性才能降低它们之间的相互影响。故可以考虑选取较大直径的感应器，这样感应器与辊身之间的间隙增大后，这种敏感性就降低了，从而相互影响也自然降低了，当出现微小变形后，高低点的温度相差不会太大，变形量就不会继续恶性增加，从而保持在一定的范围内。

根据矫直辊的直径选取φ450mm的中频感应器和φ450mm的工频感应器各一个，与常规工艺相比虽然加大了感应器间隙，但是工频感应器只需要加热温度在700℃-800℃左右，所以不存在加热温度不够的问题，而中频感应器在此间隙下全功率输入能满足1030℃-1050℃的淬火温度范围。

(3)淬火温度的选择

由于H13材料的淬透性较高且淬火温度范围较宽，然而图纸要求的HRC54-56硬度也不是很高，容易达到。故可适当降低淬火温度，工频加热温度控制在700℃-800℃起预热作用，中频加热温度控制在1030-1050℃左右，主要起淬火加热作用。降低了工频加热温度之后，这样可以有效避免高的淬火温度引起的变形。

(4)工件旋转方式的控制

加热过程中矫直辊旋转间隙不均匀会造成淬火温度高低相差甚大。只有均匀加热才能避免出现硬度“阴阳面”的情况，要保持间隙均匀，可以在淬火过程中使矫直辊在感应器中不旋转直接加热淬火。

采取矫直辊下降速度为42mm/min，自身起初不旋转直接淬火，淬火过程中可能出现辊身变形造成间隙不均匀，但在整个过程中需密切查看辊身与感应器间隙的变化情况，一旦发现矫直辊没有处于感应器的中心位置，导致加热间隙有所不均，立即慢速旋转工件，调整矫直辊到感应器的中心位置，保持间隙均匀继续加热。这样在整个淬火过程中就不会出现温度不均匀的问题，有效减小了细长件矫直辊的淬火变形。最终检测情况如表3所示，对表3的数据进行分析；

表3H13矫直辊的检测结果

对比例

针对此规格H13矫直辊的双频淬火常规工艺方法为：

淬火前消应力时矫直辊装入电阻炉以80℃/h的速度升温至550℃，并保温6h后停电炉冷至300℃，出炉进行校直至跳动变形≤2mm后正常进行双频淬火。

按照工艺要求工频感应器直径选取为375mm，中频感应器直径选取为375mm，矫直辊进行正常的双频淬火过程，工频加热温度1030℃，中频加热温度1050℃，工件淬火移速42mm/min，工件转速20r/min。起初淬火过程一切正常，当淬火至该件辊身中间位置时逐渐发现工频加热温度和中频加热温度波动较大，工频从1040℃到1020℃之间波动，中频从1050℃-1030℃之间波动，并且随着该件继续向下淬火移动，温度波动越来越大且明显发现工件在感应器中的摆动造成间隙不均匀。直到最后淬火接近辊身上端时，两个感应器中的加热温度从960℃-1070℃之间波动，辊身发生严重弯曲变形，随着转动与感应器发生碰撞摩擦已经无法正常淬火下移。如图2所示。最终只能勉强完成淬火，最终检测结果如表4所示，对表4的数据进行分析；

表4采用常规淬火工艺得到H13矫直辊的检测结果

由表3和表4可知，经过采取本发明的四点工艺改进方法，相比较传统双频淬火工艺方法而言，其很好的解决了细长类H13矫直辊双频淬火后变形较大的问题，从而使其辊身表面硬度变的更均匀。证明本工艺方法可以实现，并具有良好的效果。