[發明專利]冷軋輥及其制造方法

無效

• 申請號: 201110043582.8
• 申請日: 2011-02-22
• 公開（公告）號: CN102644026A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 孫大樂;范群;姚利松;吳瓊;張博林
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/24
• 分類號: C22C38/24;C22C38/46;B21B27/00;B23P15/00
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 劉鋒;王傳林

技術領域

本發明涉及冶金軋輥制造領域，特別涉及一種耐磨損和抗輥印鍛鋼冷軋輥及其制造方法。

背景技術

隨著我國汽車、家電、食品等行業的快速發展，優質冷軋薄板的需求量不斷增大，產品表面質量要求不斷提高，對冷軋輥的要求也越來越高。

目前，各大鋼廠冷軋線的工作輥或中間輥主要采用5％Cr材質系列產品，5％Cr冷軋輥的化學成份(重量百分比)為C：0.6～1.0％；Si：0.2～1.0％；Mn：0.2～0.6％；Cr：4.5～5.4％；Ni：0～0.5％；Mo：0.2～1.3％；V：0.4～1.0％；S≤0.010％；P≤0.015％；其余為Fe和不可避免的雜質。5％Cr冷軋輥能夠滿足普通冷軋薄板的生產需要，但在生產高強度汽車板、不銹鋼、硅鋼等高強度、高表面質量、高附加值的優質冷軋薄板時，暴露出了5％Cr材質冷軋輥的耐磨損、抗輥印、抗事故能力較差，換輥周期短、輥耗高、易產生輥印和劃傷等輥面異常損傷及剝落等異常失效事故，既影響冷軋產品的表面質量，又影響生產成本和生產效率。

發明內容

本發明的目的是提供了一種冷軋輥及其制造方法，能夠有效解決5％Cr材質冷軋輥存在的耐磨損、抗輥印、抗事故能力較差的問題。

本發明的冷軋輥是在5％Cr冷軋輥材料中添加N作為功能合金元素，通過鋼中增氮后對V、Cr、Mo的析出動力學的影響，優化了V、Cr、Mo的析出狀態，增加了析出強化效應，以及細晶強化效應等作用，從而改善鋼的性能。

本發明的冷軋輥，其成份的重量百分比為：C：0.6～1.0％；Si：0.2～1.0％；Mn：0.2～0.6％；Cr：4.5～5.4％；Ni：0～0.5％；Mo：0.2～1.3％；V：0.4～1.0％；N：0.05～0.10％；S≤0.010％；P≤0.015％；其余為Fe和不可避免的雜質。

所述冷軋輥按照如下工藝流程制造：電爐冶煉→爐外精煉→真空脫氣→澆注電極棒→電渣重熔→鑄錠→鍛造→預備熱處理→粗加工→調質熱處理→半精加工→最終熱處理→精加工。

所述調質熱處理包括油淬和高溫回火，所述調質熱處理工藝參數為：油淬溫度為960～1060℃、時間為0.5～5小時，高溫回火溫度為600～680℃、時間為5～30小時。

所述最終熱處理包括雙頻感應淬火和高溫短時回火工藝，所述雙頻感應淬火溫度為1000～1050℃，所述高溫短時回火溫度為460～550℃、時間為6～12小時。

本發明的冷軋輥通過N與V、Cr、Mo等合金元素形成更加穩定和彌散分布的細小氮化物、碳氮化物，改進了5％Cr冷軋輥基體組織以及復合碳化物的類型、數量和分布形態，能夠強化冷軋輥的基體組織、細化晶粒、提高冷軋輥的強度和韌性。在同等工藝及硬度要求條件下，比5％Cr冷軋輥的屈服強度和抗拉強度高10％以上，韌性也有明顯提高，因而具有更高的耐磨損和抗輥印性能，同時具有優異的抗事故性能。

本發明的冷軋輥的制造方法，采用高溫短時回火工藝明顯改進了冷軋輥的組織和硬度穩定性，殘余應力低，同時不影響其耐磨損和抗輥印性能，可以改進冷軋輥對工作溫度的適應性及軋制異常情況下輥面材料性能的保持性，大大提高了冷軋輥的抗事故能力；而5％Cr冷軋輥的回火溫度必須低于180℃，因而對工作溫度要求苛刻、輥面組織性能不易保持。6～12小時的高溫短時回火工藝就可以實現本發明冷軋輥組織的二次硬化效果，確保冷軋輥的硬度及耐磨性，大大地提高了生產效率和節省了能耗；而5％Cr冷軋輥的低溫長時回火工藝，回火時間需要40小時以上，且沒有二次硬化效果。

具體實施方式

受傳統觀念的影響，認為氮是有害元素，需要通過有效的冶煉工藝嚴格控制其含量，因此，對冷軋輥等冷作工具鋼材料不采用氮合金化。氮對大多數鋼種是有害元素，但在部分奧氏體不銹鋼、工具鋼、模具鋼及一些高強韌性結構鋼中卻是有益的合金化元素，含氮鋼可使這些鋼種獲得良好的強韌性能配合。

實現本發明的冷軋輥是在5％Cr冷軋輥材料中添加N作為功能合金元素，N含量為0.05～0.10％(重量百分比)。5％Cr冷軋輥材質的化學成份(重量百分比)為C：0.6～1.0％；Si：0.2～1.0％；Mn：0.2～0.6％；Cr：4.5～5.4％；Ni：0～0.5％；Mo：0.2～1.3％；V：0.4～1.0％；S≤0.010％；P≤0.015％；其余為Fe和不可避免的雜質。