[發明專利]線棒材軋機的高速鋼精軋輥的制造方法

有效

• 申請號: 201410546121.6
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104384193B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 劉娣;杜旭景;韓建寧
• 申請（專利權）人: 中鋼集團邢臺機械軋輥有限公司
• 主分類號: B21B27/02
• 分類號: B21B27/02;C22C38/56;C22C38/46;C22C33/04;B22D13/00;B22D19/16
• 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制造方法，屬于機械加工和鑄造技術領域。

背景技術

近年來，我國建筑、道路以及橋梁行業發展迅速，線棒材用量大幅提升，同時隨著各項工程對于線棒材質量的提升，對各線棒材軋制水平提出了更快、更優的要求。為了適應市場的需求，棒線材軋機正逐步向高速化、現代化發展，但是傳統精軋機架軋輥耐磨性與軋機的生產效率不匹配的問題也不斷的凸顯出來，軋鋼廠希望提高軋輥的耐磨性與抗事故能力，最大限度地降低輥耗，延長軋輥在線周期。

大型軋輥的輥身是由外層的工作層和內部的芯部組成，國內生產軋輥時一般先通過離心澆注方式鑄造出外層的工作層，然后在合箱澆注內部的芯。芯部一般由鑄鐵材料構成而外層（工作層）是由耐磨的高合金材料制成。高速鋼材質以其優良的綜合性能，成為棒線材軋機精軋機架軋輥的理想材料，是棒線材軋機精軋機架軋輥材質的發展方向。目前高速鋼軋輥在國外得到了廣泛應用，不僅應用于冷熱軋板、帶軋機，而且應用于線、棒材軋機、粗軋機、鋼管軋機等。在國內受軋制條件以及軋鋼廠二次加工能力等方面的制約，高速鋼軋輥仍處于開發和應用的起步階段，同時線棒材高速鋼復合軋輥一般規格較小，采用常規離心復合鑄造時成品率較低，外層（工作層）厚度以及整體質量控制難度極大，國外高速鋼軋輥一般采用噴射沉積、熱等靜壓等方式生產，在很大程度上提高了高速鋼軋輥的品質以及成品率，但是按此生產的高速鋼軋輥其制造以及使用成本是非常高的，因此開發一種經濟有效的線棒材用高速鋼軋輥事在必行。

軋輥的離心復合澆注法是一種基于離心澆注的軋輥生產方法，是相對于噴射沉積、熱等靜壓等制備方式而言最為經濟可行的復合軋輥制造方法。高速鋼軋輥由于承受較大的軋制載荷，要求具有高的結合層強度，為確保結合層質量，可以采用三層復合生產工藝，即包括外層的工作層（高合金材質）、中間結合層（起過渡支撐結合的作用，也稱為一次芯）、芯部。通過控制中間層的參數，提高結合層質量，但是棒線材軋機高速鋼輥規格小，鐵水量少，設計單獨中間層成分鐵水量較少，工藝參數不易控制很難確保結合層質量。

目前國內棒線材高速鋼軋輥的研制尚屬試制階段，鑄造工藝參數尚屬摸索階段，由于其本身波動性較大，導致高速鋼復合軋輥的鑄造成品率低，直接影響了其研發進程。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種線棒材軋機高速鋼材質的精軋輥及其制造方法，以解決傳統軋輥在使用過程中耐磨性不夠、表面質量差、易熱裂等技術問題，為線棒材高速鋼材質軋輥生產提供一種經濟可行的制造方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：?

一種線棒材軋機的高速鋼精軋輥，包括輥頸和由工作層、一次芯、芯部構成的輥身，工作層的合金成分及各合金成分的重量百分含量為C：1.50～2.50%，Si：0.40～1.00%，Mn：0.40～0.80%，P≤0.03%；S≤0.03%，Cr：4.0～8.0%，Ni：0.50～1.00%，Mo：5.00～8.00%，V：5.00～8.00%，其余為Fe和不可避免的雜質；工作層的厚度為30～60mm，厚度均勻性≤10mm。

一種線棒材軋機的高速鋼精軋輥的制造方法，包括以下工藝過程：

a）冶煉：輥身工作層以廢鋼配以合金為原料，在感應爐中進行冶煉，冶煉溫度為1500℃～1600℃；

一次芯和芯部材質為球墨鑄鐵，以生鐵為原料，冶煉溫度為1460℃～1500℃；作為一次芯的鐵水出爐后不進行處理，作為芯部的鐵水出爐后采用包內孕育和球化處理，孕育劑為硅鐵，添加量為鐵水總量的0.4%～0.8%，球化劑為稀土鎂合金，添加量為鐵水總量的0.5%～1.3%；

b）離心鑄造：首先澆注輥身工作層，工作層鋼水的澆注溫度為1400℃～1500℃，澆注時離心機轉速為600～800轉/分鐘，當輥身工作層鋼水澆注完成后，將離心機轉速調整為450～550轉/分鐘，直到澆注的外層溫度冷卻到液固相線以上10～50℃，然后提高離心機轉速為600～800轉/分鐘，并開始澆注作為一次芯的未處理的鐵水；

c）合箱澆注芯部及輥頸：將放置澆注好的輥身工作層的砂箱與用于澆注輥頸的砂箱進行合并；將經過變質和孕育處理的芯部鐵水澆注到合并后的砂箱內，澆注溫度為1360℃～1420℃；

d）打箱清砂：待鑄件在砂箱中緩冷100～150小時后，打開砂箱取出鑄件，清理鑄件表面附著的型砂；

e）預備熱處理：將鑄件進行去應力退火，退火溫度400℃～600℃，保溫時間120～200小時，保溫結束后隨爐冷卻；然后機械加工需要的尺寸及精度；