[發(fā)明專利]整體鑄鋼支承輥

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110008118.5
• 申請日: 2011-01-17
• 公開（公告）號: CN102059253A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 張文君;邵黎軍
• 申請（專利權）人: 江蘇共昌軋輥有限公司
• 主分類號: B21B27/00
• 分類號: B21B27/00;C22C38/32;C21D9/38
• 代理公司: 宜興市天宇知識產(chǎn)權事務所 32208
• 代理人: 蔡鳳苞;史建群

技術領域

本發(fā)明是對整體鑄鋼支承輥材質及淬火方式的改進，尤其涉及一種芯軸組織致密、強韌性更好的整體鑄鋼支承輥。

背景技術

支承輥向工作輥提供強大軋制力，因而要求支承輥輥身工作層具備高硬度、高耐磨；芯軸要求具備高強度、高韌性。現(xiàn)有技術支承輥一種是采用同種材質例如50Cr5MoV鑄造，然后通過整體熱處理獲得輥身工作層和芯軸不同性能。然而對于同一種材質，通過整體熱處理要獲得內(nèi)外不同性能要求，客觀上難以做到同時滿足輥身工作層與芯軸不同性能要求。實際現(xiàn)有技術熱處理中更多是優(yōu)先考慮滿足輥身工作層性能要求，這樣必然導致芯軸強度降低，造成斷輥幾率增高，直接影響支承輥使用壽命。此外，該材質整體熱處理后，輥身工作層硬度還不夠高，只有62-68HSD，而且輥身工作層硬落差大≥1HSD/cm，也影響使用壽命。晶粒粗大，有部分珠光體組織圖1。

中國專利CN101480663高合金離心復合鑄鋼支承輥，采用鑄鋼與鑄鐵復合結構，工作層由鑄鋼組成(wt%)：C?0.40～0.50，Si?0.30～0.60，Mn?0.40～0.80，P≤0.035，S≤0.030，Cr?3.50～4.50，Ni?0.20～1.00，Mo?0.20～0.50，其余為鋼及不可避免雜質；芯部由球鐵組成(wt%)：C?3.00～3.60，Si?1.70～2.70，Mn?0.20～1.00，P≤0.08，S≤0.01，Re?0.01～0.04，Mg?0.03～0.08，Cr≤1.00，Ni≤1.00，Mo≤1.00，Cu≤1.00，V≤0.10，其余為鐵及不可避免雜質。此復合支承輥，雖然根據(jù)工作層和芯部要求不同，分別選用各自適合的材質，但復合結構，一是離心澆鑄復合過程中兩種不同材料，容易產(chǎn)生冶金結合不良，在使用過程中容易造成工作層剝落；二是芯部鐵基材料，其強度相對鋼基較低，仍然容易斷輥。

上述不足仍有值得改進的地方。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種采用同種材質，且能同時滿足工作層和芯部各自使用要求的整體鑄鋼支承輥。

本發(fā)明目的實現(xiàn)，主要改進一是通過對現(xiàn)有50Cr5MoV合金成分的改進，增加Ca、B、Ti元素，使鑄坯晶粒細化，組織致密，材料淬透好；二是熱處理由整體熱處理改為采用差溫淬火方式，通過差溫淬火使工作層硬度得到提高，而由于淬火溫度基本不進入芯部，因而基本不影響芯軸部性能，達到既提高工作層性能，而又不影響芯部性能，從而克服現(xiàn)有技術不足，實現(xiàn)本發(fā)明目的。具體說，本發(fā)明整體鑄鋼支承輥，包括由同一鑄鋼材料澆鑄成型及熱處理，其特征所說鑄鋼材料組成(wt%)為：C0.4-0.6，Si:0.3-0.6，P≤0.03，S≤0.02，Ni:≤0.3，Cr4.8-5.2，Mo0.5-0.7，V0.1-0.2，Ti0.1-0.2，B0.005-0.1，Ca0.01-0.03，Mn0.6-0.9，其余為鐵及不可避免雜質；所說熱處理為采用差溫爐快速加熱輥身，在工作層溫度達到淬火要求后淬火。

在詳細說明前，先通過對發(fā)明能夠達到的基本功能及效果作一介紹，以使本領域技術人員對本專利技術方案及達到基本效果有一個明確了解。

本發(fā)明采用改進的鑄鋼材料，在50Cr5MoV中增加Ca，B、Ti元素，增加Ca可使鋼液中夾雜物的形態(tài)由原來的不規(guī)則塊狀變成球狀，有利于鋼液中夾雜物的上浮排出凈化鋼液，其次，球形夾雜物在材料中對基體的割離作用小，提高了材料的組織完整性，提高材料的強度和韌性，此外加入鈣化合物還提高了材料的形核率，細化了晶粒。增加元素B，增加了材料的淬透性，相應提高了材料的硬度和耐磨性。增加元素Ti，在材料中形成高硬鈦的碳化物，增加了材料的耐磨性，減少了工作層中徑向硬度落差。因而總體上提高了材料的強度、韌性和耐磨性。差溫淬火方式，由于是在差溫爐(塞拉氏爐)中實現(xiàn)工作層的快速升溫，使得外部工作層滿足淬火要求(例如900-950℃)，而內(nèi)層芯軸達不到相變溫度，組織不發(fā)生變化，因而淬火基本不影響芯軸性能，確保了芯軸強度。

本發(fā)明工作層淬火溫度可以采用現(xiàn)有技術方式及工藝參數(shù)。為得到更好的工作層性能，一種更好的淬火工藝參數(shù)為：升溫速率≥300℃/小時，淬火時輥身冷卻速度≥1.5℃/秒。快速升溫既能滿足輥身工作層淬火要求，而對芯軸性能影響更小；快速冷卻，有利于輥身淬硬。