[發明專利]軋制鈦板用的熱軋輥及其制造方法

有效

• 申請號: 201310328831.7
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103436802A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 楊昱東;高新生
• 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;C21D9/38;B21B27/00
• 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

本發明涉及一種軋輥及其制造方法，具體的說是一種軋制鈦板用的熱軋輥及其制造方法。

背景技術

鈦具有一系列優異特性，被廣泛用于航天、航空、化工、石油、冶金、輕工、電力、海水淡化、艦艇和日常生活器具等領域。鈦板具有高強度低密度，機械性能好，韌性和抗腐蝕性能好等特點。隨著我國經濟迅速發展，對鈦及其合金的需求量愈來愈多，對鈦板的表面質量及尺寸精度要求也越來越高，因此對于軋制鈦板用的熱軋輥的性能要求也越來越高。

當前用來軋制鈦板的熱軋輥的材質有部分Cr2材質，主要材質為Cr3系列材質，隨著對鈦板質量要求的提高，此類材質的熱軋輥已經不能滿足市場需求和產品表面高質量要求，原因包括以下幾點：

（1）此系列材質制造的熱軋輥耐磨性差，粗糙度保持能力差，換輥周期短，頻繁的更換熱軋輥嚴重制約了軋制設備的生產效率，加重了工人的勞動強度，同時由于熱軋輥的磨損使得輥型保持能力差，導致軋制得到的鈦板板型和尺寸精度難以保證，產品質量下降；

（2）軋制過程中，由于熱軋輥為鋼鐵材質，與鈦板的電極電位不同，所以熱軋輥、鈦板和軋制潤滑液組成的加工體系也就成了一個化學原電池體系。在軋制生產過程中，熱軋輥同時經受軋制應力條件下的電化學腐蝕和腐蝕條件下的應力疲勞作用，輥身表面很容易出現熱裂紋，下機磨削量大，進一步加劇了輥耗，縮短了軋輥壽命；

（3）熱軋輥表面的熱裂紋很容易印到鈦板板材上，導致鈦板的板面質量差，廢品率高。

因此，隨著對鈦板需求量的增加，亟須一種新的性能優異的熱軋輥。

發明內容

本發明的目的是提供一種軋制鈦板用的熱軋輥及其制造方法，該熱軋輥具有高耐磨性、高粗糙度保持能力和良好的耐蝕性。

為達到上述性能要求，本發明所采用的技術方案是：

軋制鈦板用的熱軋輥，所述熱軋輥中的化學組分及重量百分含量為：C0.30～0.50%，Si0.60～2.00%，Mn0.20～1.00%，Cr4.50～6.00%，Ni0.05～0.65%，Mo1.00～2.00%，V0.50～1.50%，P≤0.025%，S≤0.020%，其余為Fe和不可避免的雜質。

本發明的進一步改進在于：所述的軋制鈦板用的熱軋輥的制造方法包含以下工藝步驟：

A、煉制鋼錠：在將生產所需原料在電弧爐中熔煉成鋼水，將鋼水置于LF精煉爐完成精煉，

鋼水精煉完成后，模鑄成電極錠，之后利用電渣重熔方法熔鑄成鋼錠；

B、鍛造輥坯：將鋼錠經過保溫、鐓粗和拔長等鍛造工序制成鍛坯后，進行退火處理，退火溫度620～720℃，之后通過車削粗加工得到輥坯；

C、調質處理：對步驟B得到的輥坯進行調質處理：淬火溫度為900～960℃，之后進行回火處理，回火溫度為500～550℃；

D、感應淬火處理：對輥坯進行表面感應淬火處理，淬火加熱時的升溫速度為100～200℃/min，最終加熱溫度為1000～1050℃；

E、回火處理：將完成表面感應淬火處理的輥坯進行回火處理，回火溫度為520～650℃，保溫時間為50～80h；

回火處理完成后，按照熱軋輥的要求尺寸對輥坯進行精加工，得到熱軋輥成品，對成品進行超聲波檢測、硬度測試、金相組織檢驗。

由于采用了上述技術方案，本發明所取得的技術進步在于：

本發明的熱軋輥的材質成分中，Cr可增加熱軋輥的淬硬層深度，提高了熱軋輥強度和耐磨性，降低了熱沖擊引起的拉應力，且不會使鋼變脆。Si可以提高材質的熱沖擊抗力和提高淬透性，還能提高鋼的回火穩定性；Mo含量和軋輥工作層的耐熱裂性能有一定關系，Mo含量較低時增加含量可提高耐熱裂性，Mo含量高時增加含量耐熱裂性反而降低；V是最有助于提高耐磨損性碳化物的元素，可以細化鋼的組織和晶粒，增加淬火后鋼的回火穩定性。添加Cr、Ni作為耐腐蝕性的成分，提高了熱軋輥的耐蝕性，減小了軋制過程中對熱軋輥的電化學腐蝕。

調質處理保證了熱軋輥的整體韌性。對熱軋輥進行表面感應淬火熱處理，加熱速度為每分鐘升高100～200℃，淬火溫度為1000～1050℃，高于普通材質的淬火溫度，控制冷卻速度和移動速度，降低了淬火過程后產生的殘余應力。淬火處理之后通過回火處理大幅度降低熱裂紋的產生幾率，進而提升抗事故能力，延長熱軋輥的使用周期。