[發明專利]高硼低合金高速鋼軋輥及其制造方法

有效

• 申請號: 200910025783.8
• 申請日: 2009-03-10
• 公開（公告）號: CN101831590A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 戴建方;符寒光
• 申請（專利權）人: 江蘇東冶軋輥有限公司
• 主分類號: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32;C22C33/06;C21C5/52;B22D13/02;B22D19/16;C21D1/26;B21B27/00
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 金輝

技術領域

本發明屬于軋鋼技術領域，涉及一種軋輥的制造方法，特別涉及一種高硼低合金高速鋼軋輥及其制造方法。

背景技術

隨著現代軋鋼工業的快速發展，鋼廠對軋輥的需求量越來越大，對軋輥性能的要求越來越高，半鋼軋輥、高鎳鉻無限冷硬鑄鐵軋輥和高鉻鑄鐵軋輥具有優良的使用性能，得到了廣泛應用。但是，半鋼軋輥中因合金碳化物數量較少，軋輥硬度低，用于磨損嚴酷的熱軋精軋機組上，軋輥磨損大，消耗多。由于高鎳鉻無限冷硬鑄鐵軋輥中，碳化物以M₃C型為主，且碳化物呈連續網狀分布，因此軋輥耐磨性還有待進一步提高。高鉻鑄鐵軋輥中，由于鉻元素的大量加入，使碳化物由連續網狀分布的M₃C型，轉變為斷續狀分布的M₇C₃型，且碳化物硬度提高，促進了軋輥耐磨性的提高。但是高鉻鑄鐵軋輥因鉻元素的大量加入，軋輥導熱性能差，鑄造和熱處理過程中，軋輥易開裂，軋輥廢品率較高。另外，為了改善高鉻鑄鐵軋輥的淬透性，還需要加入一定數量我國稀缺的鎳元素，在一定程度上影響了這類軋輥的推廣使用。

高速鋼軋輥是在高速工具鋼基礎上，通過提高碳、釩含量，從而增加高硬度MC型碳化物數量而發展起來的一類新型軋輥材料，這類軋輥具有良好的熱穩定性和抗高溫耐磨性，應用于軋輥生產中，具有良好的使用效果。中國發明專利CN101225500公開了一種軋輥用高鉬高釩微偏析鑄造高速鋼。其具體化學成分如下(wt％)：C?1.2～2.8％，Si?0.2～1.0％，Mn?0.2～1.0％，Ni?0.3～1.2％，Cr?3.0～6.0％，Mo?5.0～10.0％，V?5.0～12.0％，Al?0.1～0.7％，P≤0.025％，S≤0.025％，其余為鐵。該發明特點是在高速鋼中增加Mo、V含量來替代傳統軋輥用高速鋼中的W元素，以減少重元素W在離心鑄造時造成的比重偏析，從而使軋輥徑向性能均勻，提高使用穩定性。該發明涉及的高鉬高釩高速鋼具有鑄造偏析小，硬度高，耐磨性強，紅硬性好，強韌性優等特點，但該軋輥中含有較多的鉬和釩，導致軋輥生產成本高，且軋輥碳含量較高，基體抗熱疲勞性能差。中國發明專利CN100999804還公開了一種高碳高鎢高速鋼軋輥及其制備方法該發明中高碳高鎢高速鋼軋輥含有：碳2.0％～3.0％，鎢6.0％～18.0％，釩2.0％～4.0％，鉬1.0％～3.0％，鉻3.0％～9.0％，硅小于1.2％，錳小于1.2％；制成的該高碳高鎢高速鋼軋輥含有釩、鎢系的MC型復合碳化物。該發明中高碳高鎢高速鋼軋輥的離心鑄型施加0.05T～0.25T的穩恒磁場，并以600-1800轉/分鐘轉速旋轉至成型。由于鎢含量高，軋輥偏析嚴重，因此鑄造過程中需要加入穩恒磁場用于減輕元素偏析，導致設備復雜；含鎢碳化物組織粗大，軋輥強度和韌性低；軋輥碳含量較高，基體抗熱疲勞性能差。中國發明專利CN1631565也公開了高釩高速鋼復合軋輥及生產工藝，軋輥分為輥芯和軋輥耐磨層，輥芯采用韌性較好的低合金鋼或中碳鋼材料制作，軋輥耐磨層采用高釩高速鋼材料，該高釩高速鋼的主要元素含量為：C：1.8-3.5％、V：7-12％、Cr：4-5％、Mo：2-4％、Ni：0.5-1.5％，余量為鐵。其生產工藝為：輥芯與軋輥耐磨層通過感應加熱順序凝固結晶方法復合熔鑄為一體。該發明軋輥的釩含量高，導致軋輥生產成本高，且含釩碳化物密度低，在離心鑄造條件下，偏析嚴重，含釩碳化物主要富集于軋輥內表面，不利于改善軋輥耐磨性，因此，不宜采用離心鑄造方法成形，采用其他方法成形，設備復雜，軋輥質量的穩定性較差。

美國專利US6095957公開了一種離心鑄造高速鋼軋輥制造方法，其主要成分如下：2.4-2.9％C，＜1％Si，＜1％Mn，12-18％Cr，3-9％Mo，3-8％V和0.5-4％Nb，余量為Fe。這種高速鋼軋輥由于鉻含量過高，碳化物以M7C3為主，不利于明顯提高軋輥耐磨性，另外，軋輥中碳含量較高，基體抗熱疲勞性能差。日本專利JP5305312-A公開了一種離心鑄造高速鋼復合軋輥制造方法，外層采用高速鋼，其化學組成如下：1.5-3.5％C，＜1.5％Si，＜1.2％Mn，5.5-12.0％Cr，2.0-8.0％Mo，3.0-10.0％V，0.6-7.0％Nb，1-10.0％Co，2.0％Cu，1.0％W，2.0％Ti，2.0％Zr，0.1％B，余量Fe。為了減輕偏析，將鎢含量控制在1.0％，為了改善高溫耐磨性，加入了價格昂貴的鈷合金，成本高。

發明內容