[發明專利]棒線材用高速鋼復合軋輥及其制備方法

有效

• 申請號: 201410590301.4
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104388812A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 高玉章;李元春;肖連華;張杰;盛強;劉寶存;李仕源;黃明;劉雙喜;李紅宇;劉宇
• 申請（專利權）人: 唐山鋼鐵集團有限責任公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C38/08;C22C38/48;C21D1/18;B22D13/02;B21B27/02
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 趙紅強

技術領域

本發明屬于軋輥鑄造技術領域，尤其是一種棒線材用高速鋼復合軋輥及其制備方法。

背景技術

近年來世界鋼鐵工業的迅速發展，使軋輥的消耗越來越大，對其軋輥性能的要求也越來越高。而高速鋼軋輥以其較高的硬度、優良耐磨性和高紅硬性等特點，已逐步在熱軋帶鋼精軋機、鋼管軋機、型鋼軋機和棒、線材軋機上獲得了廣泛的應用。目前，國外高速鋼軋輥成制造技術較多，主要有日本新日鐵的CPC?(連續復合燒注法)，日本和英國合作開發噴射沉積法，日本開發了ESR電渣重熔法等，上述軋輥制造新工藝盡管具有各自的優點，但普遍存在生產效率低和成本較高等不足，因此，在軋輥生產中并未獲得廣泛應用。目前國內外制造棒線材用高速鋼復合軋輥，主要是采用生產效率高的離心鑄造法，在采用離心鑄造時，由于軋輥工作層金屬與軋輥芯部金屬的合金含量差距較大，如何解決好高速鋼軋輥工作層與芯部的結合問題和輥頸的強度問題是離心生產高速鋼軋輥的難點。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種結合質量好、強度高的棒線材用高速鋼復合軋輥；本發明還提供了一種棒線材用高速鋼復合軋輥的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：其由軋輥芯部、中間過渡層和軋輥工作層構成；所述軋輥芯部材質為高強度合金球墨鑄鐵，中間過渡層材質為石墨半鋼，軋輥工作層材質為高速鋼。

本發明所述過高強度合金球墨鑄鐵的重量成分為：C?3.0～3.5%，Si1.6～2.2%，Mn0.3～0.8%，Ni0.4～0.8%，Cr≤0.2%，Mg≥0.05%，P≤0.1%，S≤0.035%，其余為鐵和不可避免的雜質元素；

所述石墨半鋼的重量成分為：C?1.0～1.5%，Si?1.4～1.8%，Mn?0.4～1.0%，Ni?0.3～0.8%，P≤0.025%，S≤0.035%，其余為鐵和不可避免的雜質元素；

所述高速鋼的重量成分為：C?1.5～1.8%，Si?0.2～0.6%，Mn?0.2～0.6%，Ni?0.3～0.6%，Cr?5.0～6.0%，Mo?4.0～5.0%，V?3.0～4.0%，Nb?0.5～1.5，W?1.5～2.0%，其余為鐵和不可避免的雜質元素。

本發明方法包括鋼水熔煉、澆注、退火、粗加工、熱處理和精加工工序；

所述鋼水熔煉工序：分別熔煉軋輥芯部鐵水、中間過渡層鐵水和軋輥工作層鐵水；所述軋輥芯部采用過高強度合金球墨鑄鐵，中間過渡層采用石墨半鋼，軋輥工作層采用高速鋼；

所述澆注工序：先離心澆注軋輥工作層，再離心澆注中間過渡層，合箱后靜態澆注軋輥芯部。

本發明方法所述過高強度合金球墨鑄鐵、石墨半鋼和高速鋼采用上述的重量成分。

本發明方法所述鋼水熔煉工序，所述高速鋼在出鋼水前，在包底加入稀土硅鐵合金1～3kg/t，硅鈣合金1～3kg/t，硅鋯合金1～2kg/t，對高速鋼鋼水進行復合變質處理。

本發明方法所述鋼水熔煉工序，中間過渡層鐵水出鋼前，包底加入1～3kg/t硅鈣合金、1～3kg/t稀土硅鐵進行處理。

本發明方法所述鋼水熔煉工序，軋輥芯部鐵水出鐵前，包底加入75硅鐵2～3kg/t、釔基重稀土球化劑18～20kg/t、硅鋯合金1～2kg/t，對芯部鐵水進行球化孕育處理。

本發明方法所述熱處理工序：退火溫度為860±5℃，淬火溫度為1050℃±5℃，淬火后分別采用510±5℃和530±5℃兩次進行回火處理。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：（1）本發明中間過渡層的設置，一方面避免了因工作層和芯部在短距離內性能的差異而造成的在結合層出現質量問題的情況；一方面阻斷了工作層碳化物形成元素如Cr、W、V等元素向軋輥芯部擴散，避免了降低軋輥芯部強度情況的發生。

（2）與普通高速鋼軋輥相比，本發明大幅度降低甚至棄用了部份貴重金屬，如金屬鎢、鈦等，生產成本大幅度下降，比常用的高速鋼軋輥材料成本降低30～40%。

（3）本發明方法通過三次澆注二次復合成型生產而成，生產過程方便快捷，易操作，生產周期短。

（4）本發明方法通過合理的成份設計，鋼水變質處理、熱處理等手段，軋輥的耐磨性，熱穩定性顯著提高，平均單槽過鋼比普通高速鋼軋輥過鋼量提高15～20%；采用離心鑄造的生產方式，控制工作層高速鋼材質的成份偏析和硬度降落問題；獲得的基體組織為回火馬氏體+彌散分布的碳化物（MC、M2C）的高速鋼，具有性能穩定、高硬度和耐磨性的特點。