[發(fā)明專利]一種離心復合高速鋼軋輥及其澆注方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110224300.4
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102274856A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設計）人: 王相豐;王生
• 申請（專利權）人: 海城中興重型機械有限公司
• 主分類號: B21B27/02
• 分類號: B21B27/02;C22C38/36;B22D13/02;B22D19/16
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發(fā)明涉及復合鑄鋼軋輥技術領域，特別是一種離心復合高速鋼軋輥及其澆注方法。

背景技術

高耐磨性是高速鋼軋輥的顯著特性，組織中高硬度的碳化物起著決定性作用，實際上熱軋連軋機工作輥材料的發(fā)展就是碳化物類型、面積含量及其最終硬度表現的變化過程。M₇C₃、M₆C、M₂C、MC是存在于高速鋼軋輥中四種不同類型的碳化物，通過它們不同的顯微形態(tài)特征和顯微硬度情況分析，顯然增加MC型、減少M₇C₃、M₂C型碳化物可以獲得更好的耐磨性，但這個思路受到幾個因素的制約：

1、離心鑄造方法：V是MC型碳化物的主要形成元素，由于VC比重只有5.7g/cm³，在離心力作用下極易表成工作層內側偏析。

2、C含量：根據C平衡計算公式[Cp]＝0.235[V]+0.099[Cr]+0.063[Mo]+0.033[W]，制造者可以對高速鋼軋輥的碳含量進行準確設計。公式中不同合金元素的配C系數表明，高V必然導致高C，不利于獲得強韌性更好的板條馬氏體基體(Lath?Martensite?Matrix)和降低殘余奧氏體量。

3、基體組織淬透性：在高速鋼軋輥的高溫熱處理過程中，與VC比較，Cr、Mo所形成的碳化物更易深解，在提高基體組織淬透性、促進碳化物的二次析出硬化從而增強基體組織的耐磨性方面發(fā)揮作用。

4、使用條件與使用性能：除了關注高速鋼軋輥的耐磨性，制造者還必須考慮它的使用問題，包括氧化膜的形成與保持、抗熱裂性能。在對新日鐵CF和CPC兩類高速鋼軋輥下機后氧化膜的觀察中發(fā)現，高V的CPC輥面有輕微的流星斑。另外已有研究發(fā)現，M₂C型碳化物有阻止熱裂紋擴展的作用，在實物檢測中觀察發(fā)現，那些垂直于M₂C碳化物板長的熱裂紋未能穿越繼續(xù)擴展，以上這些相互關聯(lián)的因素在高速軋輥合金成分設計時必須給予充分的考慮。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種離心復合高速鋼軋輥及其澆注方法，提高高速鋼外層的抗熱疲勞和耐磨性能，延長離心復合高速鋼軋輥的使用壽命。

本發(fā)明是采用以下技術方案實現的：

一種離心復合高速鋼軋輥，包括高速鋼外層、中間過渡層、球墨鑄鐵芯部，所述的高速鋼外層的化學成分重量百分比為：C?1.8～2.6％、Cr?3～10％、Nb?0.2～1.0％、Mo?4～10％、V?5～10％、W?4～10％、Co?2～10％，其余為Fe及不可避免的雜質。

所述離心復合高速鋼軋輥的澆注方法，包括熔煉、澆注、冷卻開箱、熱處理，工作步驟如下：

1)中頻爐熔煉，分別進行中間過渡層鋼水熔煉，熔煉溫度1500～1600℃，高速鋼外層鋼水熔煉，熔煉溫度1500～1600℃，球墨鑄鐵芯部鐵水熔煉，熔煉溫度1450～1500℃；

2)分別對中間過渡層鋼水、高速鋼外層鋼水進行變質處理，中間過渡層鋼水添加精煉變質劑為稀土和硅鋇，添加量為0.2～0.6％，反應溫度為1500～1600℃，高速鋼外層鋼水添加精煉變質劑為稀土和硅鋇，添加量為0.2～0.6％，反應溫度為1500～1600℃，對球墨鑄鐵芯部鐵水進行球化及孕育處理，球化劑為釔基重稀土，添加量為1.0～1.6％，孕育劑為75硅鐵，添加量為0.4～1.0％，反應溫度1450～1500℃；

3)離心鑄造，澆注溫度1420～1480℃，先鑄造高速鋼外層，離心重力倍數100～120G，鑄造厚度90～110mm，當鑄層冷卻到1225～1245℃時，再離心鑄造中間過渡層，鑄造厚度40～60mm，離心重力倍數100～120G，當鑄層冷卻到1220～1240℃時停止；

4)芯部澆鑄，將步驟3鑄鋼件與輥頸模具合箱，靜態(tài)澆鑄步驟2中經球化及孕育處理的球墨鑄鐵芯部鐵水，澆注溫度1350～1430℃；

5)常溫冷卻至150～155℃開箱，采用臺車式差溫爐進行熱處理，以90～120℃/h的加熱速度加熱至1000～1100℃，保溫3～5h后，以110～130℃/h的速度冷卻至420～460℃，再以10～20℃/h的速度冷卻至室溫，再以9～13℃/h的加熱速度加熱至450～550℃，保溫18～25小時后，以10～20℃/h的速度冷卻至室溫。