一种提高40Cr大滚轮内孔表面淬硬层深度的方法
阅读说明：本技术 一种提高40Cr大滚轮内孔表面淬硬层深度的方法 (Method for improving depth of hardening layer on surface of inner hole of 40Cr large roller ) 是由 刁中华 王勇 唐传昌 刘锋 张可可 于 2020-11-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种提高40Cr大滚轮内孔表面淬硬层深度的方法,该方法包括以下步骤：S1：将多个滚轮放入600℃的加热炉中,升温至800～850℃,恒温加热40～60min后取出；S2：将滚轮放入一定浓度的富顿水溶液介质中进行冷却；S3：将滚轮在S2所述的介质中来回摆动至少15s,静置2～5min后取出；S4：对S3取出滚轮表面进行观察,并对取出后的滚轮表面硬度进行检测,本发明提高了滚轮内、外圆的表面硬度,由原来的HRC40以下,提高至HRC50以上；平均内孔淬硬层深度达到3mm以上,大大改善了滚轮的耐磨性,提高了堆取料机用输送链条的使用寿命。(The invention discloses a method for improving the depth of a hardening layer on the surface of an inner hole of a 40Cr large roller, which comprises the following steps: s1: putting a plurality of rollers into a heating furnace at 600 ℃, heating to 800-850 ℃, heating at constant temperature for 40-60 min, and taking out; s2: placing the roller into a rich water solution medium with a certain concentration for cooling; s3: swinging the roller back and forth in the medium of S2 for at least 15S, standing for 2-5 min, and taking out; s4: the surface of the roller taken out of the S3 is observed, and the surface hardness of the roller taken out is detected, so that the surface hardness of the inner circle and the outer circle of the roller is improved to be more than HRC50 from the original HRC 40; the average depth of the inner hole hardening layer reaches more than 3mm, the wear resistance of the roller is greatly improved, and the service life of the conveying chain for the material piling and taking machine is prolonged.)
技术领域
本发明涉及金属材料表面淬硬层技术领域，具体为一种提高40Cr大滚轮内孔表面淬硬层深度的方法。
背景技术
水泥、矿山机械堆取料机用输送链条中的滚轮材料大部分采用合金结构钢 40Cr，滚轮长期在轨道上滚动摩擦，要求具有较好的耐磨性，以确保链条的预期三年以上的使用寿命。通常滚轮经热处理后，硬度达HRC48-54，才能满足预期使用寿命。由于滚轮的壁厚有的达35-55mm，用普通淬火油淬火后，硬度仅有HRC40左右，而用盐水淬火后，硬度可达HRC55左右，但是内孔表面极易形成轴向裂纹，造成滚轮报废。为此我们必须寻求一种淬火介质，其冷却速度介于盐水和淬火油之间，为满足相关技术要求，进行探究。
发明内容
本发明为控制淬火介质的温度，根据设备每小时生产能力和淬火介质冷却池容量选购适宜型号的闭式冷却器，通过调整好富顿淬火液的浓度，来满足形状各异的滚轮淬火硬度要求，同时避免滚轮内、外表面裂纹的产生，最终确定好富顿水溶液介质浓度。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种提高40Cr大滚轮内孔表面淬硬层深度的方法，该方法包括以下步骤：
S1：将多个滚轮放入600℃的加热炉中，升温至800～850℃，恒温加热40～ 60min后取出；
S2：将滚轮放入一定浓度的富顿水溶液介质中进行冷却；
S3：将滚轮在S2所述的介质中来回摆动至少15s，静置2～5min后取出；
S4：对S3取出滚轮表面进行观察，并对取出后的滚轮表面硬度进行检测。
进一步地，所述步骤S2富顿水的浓度为1.5％、2.0％、2.5％、3.0％。
进一步地，所述步骤S3滚轮轴线与滚轮来回摆动的方向一致，摆动速度 (0.8～1.2)m/s。
进一步地，所述步骤S1中加热炉为45kw的箱式炉体。
进一步地，所述滚子外圆直径130mm、内孔直径56mm、宽度64mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明提高了滚轮内、外圆的表面硬度，由原来的HRC40以下，提高至 HRC50以上；平均内孔淬硬层深度达到3mm以上，大大改善了滚轮的耐磨性，提高了堆取料机用输送链条的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一种提高40Cr大滚轮内孔表面淬硬层深度的方法中内孔表面向外圆方向硬度曲线图；
图2为本发明一种提高40Cr大滚轮内孔表面淬硬层深度的方法中内孔表面向外圆方向硬度分布情况图；
图3为本发明一种提高40Cr大滚轮内孔表面淬硬层深度的方法中滚轮的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的一实施方式结合图1-图3示出，一种提高40Cr大滚轮内孔表面淬硬层深度的方法，该方法包括以下步骤：S1：将多个滚轮放入600℃的加热炉中，升温至800～850℃，恒温加热40～60min后取出；S2：将滚轮放入一定浓度的富顿水溶液介质中进行冷却；S3：将滚轮在S2所述的介质中来回摆动至少15s，静置2～5min后取出；S4：对S3取出滚轮表面进行观察，并对取出后的滚轮表面硬度进行检测。
步骤S2富顿水的浓度为1.5％、2.0％、2.5％、3.0％，通过不同浓度的富顿水中冷却，检测出合适的浓度中冷却得出滚轮表面承受的最大硬度，步骤S3 滚轮轴线与滚轮来回摆动的方向一致，摆动速度(0.8～1.2)m/s，通过摆动方向一致以增加滚轮内孔冷却速度，步骤S1中加热炉为45kw的箱式炉体，通过45kw 的箱式炉体便于进行放入加热。
滚子外圆直径130mm、内孔直径56mm、宽度64mm，通过在一定浓度的好富顿水溶液中进行冷却，沿直径剖切后，得到从内孔表面向外圆方向5mm范围内硬度分布情况表，并根据检测位置硬度为HRC48的点绘制曲线。
以滚子内孔母线为X轴，宽度的中点为Y轴，两轴垂直相交点为原点，沿X 轴向右为正，向左为负，如图1和图2所示，根据图1和图2插入法绘制HRC48 淬硬层曲线，经估算内孔平均淬硬层深度达3mm左右，完全满足磨损2mm的要求。
具体实施例：将滚轮放进炉温达600℃的45KW箱式炉，升温至820℃，到温后保温50min出炉：
(1)将滚子用钩子钩出投入到浓度为1.5％的好富顿水溶液介质中，同时将滚轮在介质里快速来回摆动，摆动速度约1米每秒，并保证滚轮轴线与来回摆动方向一致，以增加滚轮内孔冷却速度，来回摆动时间达15秒后方可静置继续冷却3min取出，发现内孔表面仍有不易察觉的微裂纹。
(2)将滚子用钩子钩出投入到浓度为2.0％的好富顿水溶液介质中，同时将滚轮在介质里快速来回摆动，摆动速度约1米每秒，并保证滚轮轴线与来回摆动方向一致，以增加滚轮内孔冷却速度，来回摆动时间达15秒后方可静置继续冷却3min取出，未发现内孔表面的微裂纹，检验表面硬度达HRC52左右。
(3)将滚子用钩子钩出投入到浓度为2.5％的好富顿水溶液介质中，同时将滚轮在介质里快速来回摆动，摆动速度约1米每秒，并保证滚轮轴线与来回摆动方向一致，以增加滚轮内孔冷却速度，来回摆动时间达15秒后方可静置继续冷却3min取出，未发现内孔表面的微裂纹，检验表面硬度达HRC51.5左右。
(4)将滚子用钩子钩出投入到浓度为3.0％的好富顿水溶液介质中，同时将滚轮在介质里快速来回摆动，摆动速度约1米每秒，并保证滚轮轴线与来回摆动方向一致，以增加滚轮内孔冷却速度，来回摆动时间达15秒后方可静置继续冷却3min取出，未发现内孔表面的微裂纹，检验表面硬度达HRC51左右。综上，当富顿水溶液介质浓度为2.5％时，满足要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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