[發(fā)明專利]熱軋無縫鋼管定徑機(jī)或減徑機(jī)復(fù)合粒子強(qiáng)化軋輥及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610066569.7
• 申請(qǐng)日: 2016-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN105618485B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁厚之;張凝;劉行一;王平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東省四方技術(shù)開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): B21B27/00
• 分類號(hào): B21B27/00;B23P15/00;C22C37/10;C21D9/38;C21D1/20
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11286
• 代理人: 張軍,尹淑梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軋輥制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱軋無縫鋼管定徑機(jī)或減徑機(jī)用復(fù)合粒子強(qiáng)化軋輥及其制備方法。

背景技術(shù)

我國(guó)是世界第一鋼管生產(chǎn)大國(guó)，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的1/2。鋼管的定徑和減徑是熱軋無縫鋼管生產(chǎn)中最后一道荒管熱變形工序。其主要作用是消除前道工序軋制過程中造成的荒管外徑不一，以提高熱軋成品管的外徑精度和圓度。無縫鋼管定、減徑過程是鋼管不帶芯棒的多機(jī)架連軋過程。

定徑是在較小的總減徑率和小的單機(jī)架減徑率下將鋼管軋成有一定要求的尺寸精度和真圓度，并進(jìn)一步提高鋼管的表面質(zhì)量。定徑機(jī)的工作機(jī)架數(shù)一般為5～14架，總減徑率為3％～35％，定徑機(jī)的形式按輥數(shù)分為二輥、三輥、四輥式定徑機(jī)。減徑除了有定徑的作用外，還要求減徑率較大，以實(shí)現(xiàn)大管料生產(chǎn)小口徑鋼管。減徑機(jī)通常是二輥或三輥式縱軋連軋機(jī)，一般為3～14機(jī)架以上。定、減徑后的精整過程鋼管尺寸不再改變。無縫鋼管定、減徑軋輥的規(guī)格品種很多，小到每件幾十公斤，大到每件可達(dá)2.5噸。

無縫鋼管定、減徑軋輥工作在800～980℃的高溫及冷卻水激冷作用下，受到切向拉伸和徑向壓縮的復(fù)合應(yīng)力，并同時(shí)承受交變熱應(yīng)力作用。軋輥工作表面與鋼管之間產(chǎn)生滾動(dòng)與滑動(dòng)摩擦，特別是在張力減徑下磨損非常嚴(yán)重。因此要求定、減徑軋輥具有高強(qiáng)度、高韌性和良好的耐磨性、抗冷熱疲勞性。實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)定、減徑軋輥的磨損程度控制十分嚴(yán)格，一旦超過要求就必須進(jìn)行修復(fù)，以滿足熱軋無縫鋼管負(fù)公差軋制的需要。一般1-2個(gè)班次就需更換一套軋輥。由于在使用中需要經(jīng)過多次修復(fù)重車，要求軋輥表面要有較厚的工作層，通常情況下需要加工掉50％甚至更多。因此，還要求定、減徑軋輥具有良好的冷加工性能。

目前定、減徑機(jī)軋輥在實(shí)際應(yīng)用中普遍使用的材質(zhì)為合金球墨鑄鐵和冷硬鑄鐵二種。其存在的問題和不足是，由于合金球墨鑄鐵中含有Cr、Mo等反石墨化元素，鑄態(tài)石墨球化效果差。再加上等溫淬火難度大，因此，一般均采用正火熱處理，而使整體性能下降，抗拉強(qiáng)度只有450MPa，沖擊韌性只有3J/cm²。在使用中，尤其是在加工修復(fù)后易產(chǎn)生開裂，不但需停機(jī)換輥，而且易造成廢品。同時(shí)，由于含Ni為3％、含Mo為1％，生產(chǎn)成本和使用成本均較高。而冷硬鑄鐵中由于合金含量低形成碳化物量極少，耐磨性差，使用壽命一般為合金球墨鑄鐵的50％，在加工修復(fù)后，硬度易降低而產(chǎn)生“粘鋼”現(xiàn)象而造成廢品。雖然冷硬鑄鐵的生產(chǎn)成本和使用成本均較低，但性價(jià)比也很差。由此，定、減徑機(jī)軋輥的頻繁更換不但浪費(fèi)大量的能源、勞動(dòng)力和金屬材料，而且還需要準(zhǔn)備大量的安裝定、減徑軋輥所用的輔助機(jī)架。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種熱軋無縫鋼管定徑機(jī)或減徑機(jī)復(fù)合粒子強(qiáng)化軋輥及其制備方法，以解決現(xiàn)有熱軋無縫鋼管定徑機(jī)或減徑機(jī)軋輥存在的諸多問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下。

本發(fā)明一方面提供一種熱軋無縫鋼管定徑機(jī)復(fù)合粒子強(qiáng)化軋輥，其特點(diǎn)在于定徑機(jī)復(fù)合粒子強(qiáng)化軋輥采用復(fù)合粒子強(qiáng)化球墨鑄鐵基體，所述復(fù)合粒子由強(qiáng)化粒子，活性濕潤(rùn)劑和基體強(qiáng)化劑組成；所述強(qiáng)化粒子:活性濕潤(rùn)劑:基體強(qiáng)化劑＝1:1:0.001～0.002；所述強(qiáng)化粒子為碳化鎢，碳化鈦和碳化硼的至少一種，是球墨鑄鐵鑄件總重量的5～10％；所述活性濕潤(rùn)劑為Ni粉，Nb粉和工業(yè)還原鐵粉的至少一種；所述基體強(qiáng)化劑為鉍粉和銻粉或其中的一種。

本發(fā)明另一方面提供一種熱軋無縫鋼管減徑機(jī)復(fù)合粒子強(qiáng)化軋輥，其特點(diǎn)在于所述減徑機(jī)復(fù)合粒子強(qiáng)化軋輥采用復(fù)合粒子強(qiáng)化球墨鑄鐵基體，所述復(fù)合粒子由強(qiáng)化粒子，活性濕潤(rùn)劑和基體強(qiáng)化劑組成；所述強(qiáng)化粒子:活性濕潤(rùn)劑:基體強(qiáng)化劑＝1:1:0.001～0.002；所述強(qiáng)化粒子為碳化鎢，碳化鈦和碳化硼的至少一種，是球墨鑄鐵鑄件總重量的5～10％；所述活性濕潤(rùn)劑為Ni粉，Nb粉和工業(yè)還原鐵粉的至少一種；所述基體強(qiáng)化劑為鉍粉和銻粉或其中的一種。

本發(fā)明的再一方面是提供一種熱軋無縫鋼管定徑機(jī)或減徑機(jī)復(fù)合粒子強(qiáng)化軋輥的制備方法，該方法的特點(diǎn)是，所述定徑機(jī)或減徑機(jī)復(fù)合粒子強(qiáng)化軋輥采用復(fù)合粒子強(qiáng)化球墨鑄鐵基體,所述復(fù)合粒子由強(qiáng)化粒子，活性濕潤(rùn)劑和基體強(qiáng)化劑組成；其制備方法如下：

a)材質(zhì)設(shè)計(jì)：采用所述復(fù)合粒子強(qiáng)化球墨鑄鐵基體成分為：C：3.4～3.8％，Si：1.8～2.2％，Mn：≤0.35％，P：≤0.03％，S：≤0.025％；