專(zhuān)利名稱(chēng)：一種含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合鋼軋輥技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥及制備方法。
背景技術(shù)：
隨著冶金工業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)目前軋材年產(chǎn)量已接近6. 7億噸，占世界軋材總量的50%左右，而現(xiàn)代化的軋制技術(shù)普遍采用的是低溫軋制和無(wú)頭連續(xù)軋制等先進(jìn)軋制技術(shù)。軋輥是軋鋼生產(chǎn)中大量消耗的關(guān)鍵部件，因此對(duì)軋輥的各項(xiàng)性能和使用壽命提出了跟高的要求，復(fù)合高速鋼軋輥以其硬度高、耐磨性好及優(yōu)良的使用效果被廣大軋鋼界普遍采用和推崇。 高速鋼軋輥是近年來(lái)新發(fā)明的一種新型軋輥，其作用范圍不僅適用于板帶軋機(jī)冷熱軋工作輥，而且還適用于各種線棒材軋機(jī)的工作輥，具有廣泛的使用前景。但是，在現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中，軋輥外層采用的是高速鋼，而軋輥芯部采用的是球墨鑄鐵，該種高速鋼復(fù)合軋輥盡管目前在軋鋼生產(chǎn)中被很好的應(yīng)用，但是由于軋輥芯部球墨鑄鐵強(qiáng)度較低，使軋輥在生產(chǎn)和使用過(guò)程中都存在一定的不足，軋輥外層和軋輥芯部復(fù)合能力不強(qiáng)，軋鋼時(shí)容易剝落。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥，增加了高速鋼軋輥外層和高速鋼軋輥芯部的復(fù)合能力，軋鋼時(shí)不易剝落，硬度強(qiáng)度高、耐磨性好和抗事故能力強(qiáng)。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是，提供了一種含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥，包括高速鋼軋輥外層、高速鋼軋輥中間層和高速鋼軋輥芯部，所述的高速鋼軋輥外層的化學(xué)成分重量百分比為c 0. 8-0. 9%、Si 1. 0-1. 2%, Mn 0. 9-1. 2%、P :彡 O. 03%、S :彡 O. 03%、Ni 0. 9-1. 0%, Cr 5-6%, Mo 1. 4-1. 5%、B :1. 9-2. 2%、V :1. 4-1. 6%, W 2-3%, Nb :0. 4-0. 5% 和稀土 ；所述的高速鋼軋輥中間層的化學(xué)成分重量百分比為c 1. 7-1. 8%、Si :1. 4-1. 6%、Mn O. 9-1. 0%、P :彡 O. 03%、S :彡 O. 03%、Ni 0. 8-1. 2%、Cr 1. 3-1. 5% 和 Mo 0. 3-0. 5% ;所述的高速鋼軋輥芯部的化學(xué)成分重量百分比為C 3. 1-3. 3%、Si :1. 8-2. 0%、Mn :0. 6-0. 7%、P (O. 1%、S :彡 O. 03%、Ni :彡 O. 3%、Cr 0. 2-0. 3%、Mo 0. 2-0. 3% 和 Mg 0. 05-0. 08%。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的高速鋼軋輥外層為含硼高速鋼，高速鋼軋輥中間層為石墨鋼，高速鋼軋輥芯部為球磨鑄鐵。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的高速鋼軋輥外層中稀土的含量為O. 4%。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的高速鋼軋輥中間層還加入O. l%CaSiMn的孕育劑和O. 5%的釔基重稀土。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的高速鋼軋輥外層和高速鋼軋輥中間層金相組織為奧氏體+馬氏體。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是提供了一種含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥的制備方法，包括以下步驟
a、熔煉將廢鋼、生鐵或增碳劑、烙鐵、鎢鐵、鑰鐵和鎳板，混合加熱熔化，鋼水熔清后加入錳鐵和硅鐵預(yù)脫氧，將溫度升至1500-154(TC，依次加入釩鐵、硼鐵、鈮鐵并升溫，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1550-1580°C時(shí)，加入鋁脫氧，而后出爐；
b、爐前處理將釔基重稀土經(jīng)180-220°C烘干后，置于鋼包底部，用包內(nèi)沖入法對(duì)鋼水進(jìn)行稀土變質(zhì)處理，得到含硼高速鋼液體，扒渣后用于澆注軋輥外層； C、軋輥澆注采用樹(shù)脂覆膜砂作為澆注涂料，外層鋼水澆注溫度為1560±10°C，撒玻璃渣2. 5kg，當(dāng)外層鋼水溫度在1230°C時(shí)澆注中間層鋼水，再撒玻璃渣I. 5kg;當(dāng)中間層鋼水凝固溫度在1180°C時(shí)停機(jī)合箱澆注芯部鐵水；
d、退火加入保溫劑進(jìn)行保溫8-12h后開(kāi)箱空冷；
e、粗加工進(jìn)行表面加工處理，預(yù)留加工余量2-3mm；
f、二次回火置于低于200°C的加熱爐中保溫l_3h，然后以15-25°C/h的升溫速度加熱到510-560°C進(jìn)行保溫處理，保溫5h后出爐空冷，冷到250°C，再將軋輥重新置于溫度低于300°C的加熱爐中保溫l_2h，然后以25-40°C /h的升溫速度加熱至480-510°C進(jìn)行保溫6h，然后爐冷至溫度低于180°C后空冷至室溫；
g、精加工精加工軋輥的尺寸；
h、檢驗(yàn)進(jìn)行常規(guī)的檢驗(yàn)。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述爐前處理步驟中將釔基重稀土破碎至粒度為8-20mm的小塊。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的軋輥澆注步驟中玻璃渣為NB型或YK-107型
玻璃渣。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的軋輥澆注步驟中樹(shù)脂覆膜砂單邊厚度為2-3mm，樹(shù)脂覆膜砂重量為4kg。本發(fā)明的含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥，采用了三層復(fù)合軋輥技術(shù)，包括高速鋼軋輥外層、高速鋼軋輥中間層和高速鋼軋輥芯部，增加了高速鋼軋輥外層和高速鋼軋輥芯部的復(fù)合能力，不易剝落，硬度強(qiáng)度高、耐磨性好、抗事故能力強(qiáng)。


圖I是本發(fā)明的含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥的制備方法一較佳實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。本發(fā)明提供的一種含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥，包括高速鋼軋輥外層、高速鋼軋輥中間層和高速鋼軋輥芯部。本發(fā)明中的高速鋼軋輥外層的化學(xué)成分重量百分比為C:
O.8-0. 9%、Si 1. 0-1. 2%、Mn 0. 9-1. 2%、P :彡 O. 03%、S :彡 O. 03%、Ni 0. 9-1. 0%、Cr :5_6%、Mo :1. 4-1. 5%、B 1. 9-2. 2%、V :1. 4-1. 6%、W 2-3%, Nb :0. 4-0. 5% 和稀土 ；所述的高速鋼軋輥中間層的化學(xué)成分重量百分比為C 1. 7-1. 8%、Si 1. 4-1. 6%、Mn 0. 9-1. 0%、P ■.( O. 03%、S O. 03%、Ni 0. 8-1. 2%、Cr :1. 3-1. 5% 和 Mo :0. 3-0. 5% ;所述的高速鋼軋輥芯部的化學(xué)成分重量百分比為C 3. 1-3. 3%、Si 1. 8-2. 0%、Mn :0. 6-0. 7%、P S 0. 1%、S S 0. 03%、Ni (0. 3%、Cr 0. 2-0. 3%、Mo :0. 2-0. 3% 和 Mg 0. 05-0. 08%。上述中，高速鋼軋輥外層中稀土的含量為O. 4%。高速鋼軋輥中間層還加入
O.l%CaSiMn的孕育劑和O. 5%的釔基重稀土。本發(fā)明中的高速鋼軋輥外層為含硼高速鋼，高速鋼軋輥中間層為石墨鋼，高速鋼軋輥芯部為球磨鑄鐵。高速鋼軋輥外層和高速鋼軋輥中間層的硬度為HRC56-62，高速鋼軋輥芯部HSD38-45。高速鋼軋輥外層和高速鋼軋輥中間層金相組織為奧氏體+馬氏體。如圖I所示，為本發(fā)明的含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥的制備方法一較佳實(shí)施例的流程圖。該含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥的制備方法，包括以下步驟
a、熔煉將廢鋼、生鐵或增碳劑、烙鐵、鎢鐵、鑰鐵和鎳板，混合加熱熔化，鋼水熔清后加入錳鐵和硅鐵預(yù)脫氧，將溫度升至1500-154(TC，依次加入釩鐵、硼鐵、鈮鐵并升溫，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1550-1580°C時(shí)，加入鋁脫氧，而后出爐；
b、爐前處理將釔基重稀土經(jīng)180-220°C烘干后，置于鋼包底部，用包內(nèi)沖入法對(duì)鋼水進(jìn)行稀土變質(zhì)處理，得到含硼高速鋼液體，扒渣后用于澆注軋輥外層；
C、軋輥澆注采用樹(shù)脂覆膜砂作為澆注涂料，外層鋼水澆注溫度為1560±10°C，撒玻璃渣2. 5kg，當(dāng)外層鋼水溫度在1230°C時(shí)澆注中間層鋼水，再撒玻璃渣I. 5kg ;當(dāng)中間層鋼水凝固溫度在1180°C時(shí)停機(jī)合箱澆注芯部鐵水；
d、退火加入保溫劑進(jìn)行保溫8-12h后開(kāi)箱空冷；
e、粗加工進(jìn)行表面加工處理，預(yù)留加工余量2-3mm；
f、二次回火置于低于200°C的加熱爐中保溫l_3h，然后以15-25°C/h的升溫速度加熱到510-560°C進(jìn)行保溫處理，保溫5h后出爐空冷，冷到250°C，再將軋輥重新置于溫度低于300°C的加熱爐中保溫l_2h，然后以25-40°C /h的升溫速度加熱至480-510°C進(jìn)行保溫6h，然后爐冷至溫度低于180°C后空冷至室溫；
g、精加工精加工軋輥的尺寸；
h、檢驗(yàn)進(jìn)行常規(guī)的檢驗(yàn)。上述中，爐前處理步驟中將釔基重稀土破碎至粒度為8_20mm的小塊，采用釔基重稀土進(jìn)行爐前處理，材料組織細(xì)密，實(shí)現(xiàn)了共晶化合物上網(wǎng)彌散狀分布，降低了組織應(yīng)力。上述中，軋輥澆注步驟中玻璃渣為NB型或YK-107型玻璃渣；樹(shù)脂覆膜砂單邊厚度為2-3mm，樹(shù)脂覆膜砂重量為4kg。本發(fā)明采用樹(shù)脂覆膜砂作為鑄型涂料，具有掛涂方便，脫模容易，清理強(qiáng)度低，一次掛涂，不需要二次加熱烘干，高效、節(jié)能低耗和混包的特點(diǎn)。本發(fā)明中對(duì)常規(guī)含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥的熱處理工藝進(jìn)行了改進(jìn)，由常規(guī)的淬火加回火處理改為二次回火吹，取消了軋輥的高溫淬火，一是可以節(jié)約能源；二是可以消除高溫加熱時(shí)表面的氧化和脫碳；三是可以消除軋輥高溫加熱時(shí)高速鋼軋輥芯部強(qiáng)度下降。為了取消含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥的高溫淬火，軋輥鑄態(tài)組織中不應(yīng)出現(xiàn)珠光體，鑄態(tài)基體組織為奧氏體和馬氏體為主。本發(fā)明的含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥，采用了三層復(fù)合軋輥技術(shù)，包括高速鋼軋輥外層、高速鋼軋輥中間層和高速鋼軋輥芯部，增加了高速鋼軋輥外層和高速鋼軋輥芯部的復(fù)合能力，不易剝落，硬度強(qiáng)度高、耐磨性好、抗事故能力強(qiáng)。該含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥的制備方法，省去了高溫淬火工藝，軋輥熱處理能耗低、周期短，軋輥不會(huì)出現(xiàn)氧化和脫碳，高速鋼軋輥芯部強(qiáng)度與鑄態(tài)不會(huì)下降；生產(chǎn)含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥具有很好的使用的效果，使用壽命達(dá)到高鎳鉻鑄鐵軋輥的2-3倍，且軋輥使用安全，使用中無(wú)斷輥現(xiàn)象出現(xiàn)。 以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥，包括高速鋼軋輥外層、高速鋼軋輥中間層和高速鋼軋輥芯部，其特征在于，所述的高速鋼軋輥外層的化學(xué)成分重量百分比為c 0. 8-0. 9%、Si 1. 0-1. 2%、Mn 0. 9-1. 2%、P ≤ O. 03%、S ≤ O. 03%、Ni 0. 9-1. 0%、Cr :5_6%、Mo 1.4-1. 5%、B 1. 9-2. 2%、V 1. 4-1. 6%、W :2_3%、Nb 0. 4-0. 5% 和稀土 ；所述的高速鋼軋輥中間層的化學(xué)成分重量百分比為C 1. 7-1. 8%、Si 1. 4-1. 6%、Mn 0. 9-1. 0%、P :≤ O. 03%、S ≤O. 03%、Ni :0. 8-1. 2%、Cr :1. 3-1. 5%和Mo :0. 3-0. 5% ;所述的高速鋼軋輥芯部的化學(xué)成分重量百分比為C 3. 1-3. 3%、Si 1. 8-2. 0%、Mn 0. 6-0. 7%、P :≤ O. 1%、S :≤ O. 03%、Ni ≤O. 3%、Cr 0. 2-0. 3%、Mo 0. 2-0. 3% 和 Mg 0. 05-0. 08%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥，其特征在于，所述的高速鋼軋輥外層為含硼高速鋼，高速鋼軋輥中間層為石墨鋼，高速鋼軋輥芯部為球磨鑄鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥，其特征在于，所述的高速鋼軋輥外層中稀土的含量為O. 4%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥，其特征在于，所述的高速鋼軋輥中間層還加入O. l%CaSiMn的孕育劑和O. 5%的釔基重稀土。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥，其特征在于，所述的高速鋼軋輥外層和高速鋼軋輥中間層金相組織為奧氏體+馬氏體。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 a、熔煉將廢鋼、生鐵或增碳劑、烙鐵、鎢鐵、鑰鐵和鎳板，混合加熱熔化，鋼水熔清后加入錳鐵和硅鐵預(yù)脫氧，將溫度升至1500-154(TC，依次加入釩鐵、硼鐵、鈮鐵并升溫，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1550-1580°C時(shí)，加入鋁脫氧，而后出爐； b、爐前處理將釔基重稀土經(jīng)180-220°C烘干后，置于鋼包底部，用包內(nèi)沖入法對(duì)鋼水進(jìn)行稀土變質(zhì)處理，得到含硼高速鋼液體，扒渣后用于澆注軋輥外層； C、軋輥澆注將含硼高速鋼液體澆注到離心機(jī)鑄型內(nèi)，采用樹(shù)脂覆膜砂作為鑄型涂料，外層鋼水澆注溫度為1560±10°C，撒玻璃渣2. 5kg，當(dāng)外層鋼水溫度在1230°C時(shí)澆注中間層鋼水，再撒玻璃渣I. 5kg ;當(dāng)中間層鋼水凝固溫度在1180°C時(shí)停機(jī)合箱澆注芯部鐵水； d、退火加入保溫劑進(jìn)行保溫8-12h后開(kāi)箱空冷； e、粗加工進(jìn)行表面加工處理，預(yù)留加工余量2-3mm； f、二次回火置于低于200°C的加熱爐中保溫l_3h，然后以15-25°C/h的升溫速度加熱到510-560°C進(jìn)行保溫處理，保溫5h后出爐空冷，冷到250°C，再將軋輥重新置于溫度低于300°C的加熱爐中保溫l_2h，然后以25-40°C /h的升溫速度加熱至480-510°C進(jìn)行保溫6h，然后爐冷至溫度低于180°C后空冷至室溫； g、精加工精加工軋輥的尺寸； h、檢驗(yàn)進(jìn)行常規(guī)的檢驗(yàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥，其特征在于，所述爐前處理步驟中將釔基重稀土破碎至粒度為8-20_的小塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥，其特征在于，所述的軋輥澆注步驟中玻璃渣為NB型或YK-107型玻璃渣。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥，其特征在于，所述的軋輥澆注步驟中樹(shù)脂覆膜砂單邊厚度為2-3mm，樹(shù)脂覆膜砂重量為4kg
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥，包括高速鋼軋輥外層、高速鋼軋輥中間層和高速鋼軋輥芯部，該制備方法包括熔煉、爐前處理、軋輥澆注、退火、粗加工、二次回火、精加工、檢驗(yàn)。通過(guò)上述方式，本發(fā)明提供的含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥采用了三層復(fù)合軋輥技術(shù)，增加了高速鋼軋輥外層和高速鋼軋輥芯部的復(fù)合能力，不易剝落，硬度強(qiáng)度高、耐磨性好、抗事故能力強(qiáng)，該制備方法簡(jiǎn)單，省去了高溫淬火工藝，軋輥熱處理能耗低、周期短，軋輥不會(huì)出現(xiàn)氧化和脫碳，且軋輥使用安全，使用中無(wú)斷輥現(xiàn)象出現(xiàn)。
文檔編號(hào)B21B27/00GK102615106SQ20121009676
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者嚴(yán)志成, 馮文華, 浦小弟 申請(qǐng)人:常熟市軋輥廠限公司