[發明專利]高等級高強中厚板軋制用工作輥及其制造方法

有效

• 申請號: 201010290783.3
• 申請日: 2010-09-26
• 公開（公告）號: CN101954378A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: 劉娣;張沖;孫格平;馬大江
• 申請（專利權）人: 中鋼集團邢臺機械軋輥有限公司
• 主分類號: B21B27/00
• 分類號: B21B27/00;C22C37/10;B22D19/16;B22D13/02
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技術領域

本發明涉及一種軋輥及其制造方法，具體涉及一種適用于軋鋼行業的中厚板軋機用的鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵的新材質、高等級、高強度中厚板軋制用的工作輥及其制造方法。

背景技術

中厚板是國民經濟的重要鋼材品種，廣泛用于艦船、管線、軍工等特種領域，市場需求量大，尤其是X70以上的管線鋼、屈服強度500MPa以上的高強度船板以及航空母艦、潛艇等用的高強度、高韌性、良好抗層狀撕裂性的特厚鋼板。目前由于國內生產能力和技術水平相對落后，此種仍需大量進口。

軋制中厚板用的工作輥一般采用鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵材質，俗稱高鎳鉻材質。如中國專利文獻ZL94111491.0就公開了上述的一種鑄鐵復合軋輥，輥身工作層材料為鎳鉻鉬合金鑄鐵，輥芯材料為鎳鉻鉬低合金鑄鐵或灰鑄鐵。輥身工作層的成份C：3.00～3.50％，Si：0.60～1.20％，Mn：0.30～0.80％，Ni：3.00～4.50％，Cr：0.60～1.50％，Mo：0.60～1.20％；其輥芯的成分為：C：3.00～3.50％，Si：1.50～3.00％，Mn：0.30～0.80％，Cr≤0.50％，Ni≤1.00％，Mo≤0.50％。隨著軋制技術的進步，尤其是軋制高等級、高強度、高韌性板材的需求，傳統的高鎳鉻材質，在使用過程中表現出耐磨性差，工作層會在使用過程中被磨損而減薄，造成在線磨損嚴重，輥型保持能力差，難以保證板材尺寸精度和板形要求；同時由于中厚板軋輥工作層厚度大，工作層內硬度降落和耐磨性變化很大，使用到中后期軋輥的磨損程度急劇加大，軋輥表面會出現剝落、掉塊，影響所軋制的鋼板板面質量。中厚板軋制用工作輥使用在單、雙機架中、寬厚板軋機上，工作時采用往返軋制。往返式軋制對軋輥的機械沖擊大，輥面熱裂紋較多、較深。在軋制高強板時，軋制變形抗力大，軋制力可達10000噸甚至更高，且中厚板軋輥輥頸屬特大斷面球鐵，輥頸的抗拉強度是制造的一個難點。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是克服上述已有技術的不足，提供一種耐磨性能好、硬度降落小的高等級、高強中厚板軋制用工作輥。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

高等級高強中厚板軋制用工作輥，包括工作層材料為合金鑄鐵的輥身和材料為鑄鐵的輥芯，工作層的各合金成分及重量百分含量為C：3.00-3.50％，Si：0.40-1.20％，Mn：0.50-1.20％，P≤0.10％；S≤0.05％，Cr：1.30-2.50％，Ni：3.20-4.50％，Mo：0.20-1.00％，W：0.20-2.00％，V：1.00-1.50％，其余為Fe和不可避免的雜質；輥芯的化學成分及重量百分數為C：2.80-3.50％，Si：2.00-2.50％，Mn：0.50-1.00％，P≤0.10％，S≤0.05％，Cr：0.20-0.50％，Ni：0.20-0.60％，Mo≤0.20％，Mg≥0.30％，其余為Fe和不可避免的雜質。

上述高等級高強中厚板軋制用工作輥的制造方法，主要包括

離心鑄造，使用的臥式離心鑄造工藝將上述工作層和輥芯的二種不同性能的金屬材料結合在一起，首先將工作層、輥芯材料的鐵水在中頻熔煉爐內分別熔煉，當二種成份的鐵水均滿足要求時分別將鐵水升溫，在溫度達到離心澆注溫度時，首先將工作層鐵水放入澆包內并進行變質處理，變質處理后將鐵水澆注到高速旋轉的離心機鑄型內，軋輥的工作層高合金鐵水在離心力的作用下結晶凝固，當工作層鐵水完全凝固后迅速停機，將已經凝固的工作層連同鑄型一起從離心機上吊起并與底箱、冒口箱組合在一起，同時將作為輥芯的鐵水澆入澆包內進行復合球化處理并調整到適宜澆注的溫度，然后采用頂注法將輥芯鐵水澆注到工作層的空腔中，從而實現二種不同成份、性能鐵水良好的冶金結合；

加工及探傷，軋輥脫模后進行輥身加工并進行結合層探傷檢測；

熱處理，將探傷檢測合格的產品裝進低溫臺車式電阻爐內進行二段回火處理，二段回火溫度分別為400-550℃，二段回火時間分別為25～30h。此回火溫度范圍可以根據輥面的硬度要求的高低而進行適當的調整。

由于采用了上述技術方案，本發明取得的技術進步是：

本發明高等級高強中厚板軋制用工作輥的使用，能夠較好的滿足軋制高等級管線鋼、航空母艦、潛艇等用的高強度、高韌性板材的需求。軋輥的耐磨性、輥型保持能力得到了大幅的改善，產品耐磨性能提高20％以上，有效減少了噸鋼軋輥消耗，降低了采購成本。