[發明專利]軌梁軋制矯直用輥環及其制造方法

有效

• 申請號: 201310250006.X
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN103352174A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 劉娣;朱志磊;彭書平;白思諾;王印澤
• 申請（專利權）人: 中鋼集團邢臺機械軋輥有限公司
• 主分類號: C22C38/46
• 分類號: C22C38/46;C22C38/56;C22C38/04;C22C38/34;C22C33/04;B22D19/16;B22D13/00;B21D3/02
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張明月

技術領域

本發明涉及一種輥環及其制造方法，具體涉及一種適用于型鋼，特別是重軌矯直機用矯直輥環及其制造方法。

背景技術

軌梁的平直度是軌梁生產的重要指標之一，其原因在于：一旦軌梁的平直性不良，將直接導致機車運行過程中震動劇烈，軌梁作用力成倍增大，不僅嚴重損害軌梁和機車車輛部件，影響列車速度的提高，甚至造成列車脫軌傾覆等安全事故的發生。因此，在軌梁生產過程中需要對其平直度進行矯正，而軌梁矯正需要采用軌梁校直設備進行。其中，輥式矯直機是矯直軌梁的常用矯直設備，該設備除了可用于軌梁的矯直外，還可用于其他軋鋼型材的矯直。

輥式校直機在工作過程中，矯直輥旋轉，矯直輥上的輥環與軌梁接觸，輥環與軌梁之間強大的矯直力使軌梁被矯直。軌梁被矯直時的溫度一般≤80℃，但由于軌梁的材質一般是U70～74，該系列材質的抗拉強度≥885MPa、屈服強度約為450～490Mpa，因此在矯直過程中軌梁的變形抗力大，而采用普通材質制作的輥環存在無法承受巨大的變形抗力的弊端，因而國內外軌梁矯直機用輥環普遍采用9Cr、9Cr2、Cr12MoV等合金鍛鋼加工而成，強度高、韌性好。

但是，隨著我國的高速鐵路建設大面積的鋪開，軌梁的需求量急劇增加，軌梁長度也不斷加長，已知的軌梁單支長度已達百米。與此同時，為滿足我國鐵路運輸的高速平穩運行，對軌梁的質量也提出了更要要求，尤其要求軌梁具有高度的平直度。這就對矯直輥環提出了更加苛刻的要求，要求矯直輥環不僅需具有較高的抵抗變形的能力，而且需具有更高的耐磨性。因此，如何提高輥環耐磨性及強度成為軌梁矯直輥環研發的重要內容。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種耐磨性能優良、強度優異的軌梁軋制矯直用輥環及其制造方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種軌梁軋制矯直用輥環，包括特殊合金工具鋼的外層和特殊鑄鋼的芯部，所述外層的化學成分及其重量百分含量為：C1.60%～2.10%，Si0.40%～1.20%，Mn0.50%～1.20%，P≤0.10%，S≤0.05%，Cr12.0%～15.0%，Ni0.20%～1.20%，Mo1.50%～3.00%，V0.50%～1.50%，余量為Fe和不可避免的雜質；所述芯部的化學成分及其重量百分含量為：C1.20%～1.60%，Si1.50%～2.00%，Mn0.50%～1.20%，P≤0.10%，S≤0.05%，Cr≤0.50%，余量為Fe和不可避免的雜質。

一種軌梁軋制矯直用輥環的制造方法，包括以下步驟：

A、外層材料和芯部材料的熔煉：首先將外層的各種原材料、芯部的各種原材料分別在中頻熔煉爐內進行熔煉，熔煉溫度均為1500℃～1650℃，得外層材料鋼水和芯部材料鋼水；然后當外層材料和芯部材料的合金成分滿足要求時，控制熔煉爐內溫度達到1550℃～1600℃，向熔煉爐中加入鋁餅分別對外層材料鋼水和芯部材料鋼水進行脫氧；

B、離心澆注輥環：首先將鑄型裝入離心機內，開啟離心機，離心機的轉速為300rpm～500rpm；同時將脫氧完成后的外層材料鋼水澆注于澆包內，并進行變質處理，然后通過澆包將外層材料鋼水澆注到高速旋轉的鑄型內，外層材料鋼水的澆注溫度為1380℃～1480℃，控制外層材料鋼水凝固3m～6m后將芯部材料鋼水澆入澆包內，并進行變質處理，最后通過澆包將芯部材料鋼水澆入離心鑄型內，芯部材料鋼水的澆注溫度為1450℃～1550℃；2h～3h后關閉離心機；

C、輥環脫模后緩冷至100℃以下出槽，冷卻后對輥環外形及尺寸進行粗加工，并進行外層、芯部及結合層探傷檢測；

D、輥環回火處理：將檢測合格的輥環裝入臺車式高溫電阻爐，提溫至950℃～1150℃，保溫4h～6h后出爐油冷，待溫度降至200℃～300℃后裝入臺車式低溫電阻爐進行二段回火處理，回火溫度分別為500℃～600℃，回火時間分別為20h～30h。

由于采用了上述技術方案，本發明取得的技術進步是：

本發明軌梁軋制矯直用輥環，能夠更好的滿足軌梁矯直，特別是重軌矯直時對輥環高強度、高耐磨性的需求。在進一步提高重軌尺寸精度和平直度的同時，輥環耐磨性可提高20%以上，有效降低了噸鋼輥環消耗，降低了輥環的采購成本和軌梁的生產成本。