[發(fā)明專利]制備軋機用輥環(huán)的方法及使用該方法制備的輥環(huán)

有效

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• 申請日: 2016-02-17
• 公開（公告）號: CN105537274B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 車洪艷;厲鑫洋;王鐵軍;林同偉;孫繼洲;陳偉
• 申請（專利權(quán)）人: 安泰科技股份有限公司
• 主分類號: B21B27/03
• 分類號: B21B27/03;B23P15/00;B22F3/15;B22F7/08;C22C37/10;C22C37/06;B22F1/00;C21D1/25;C21D1/26
• 代理公司: 北京市邦道律師事務(wù)所11437
• 代理人: 薛艷,王麗影

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軋機設(shè)備的制備領(lǐng)域，尤其涉及一種制備軋機用的輥環(huán)的方法。

背景技術(shù)

輥環(huán)是線材和棒材軋機軋制線材和棒材的關(guān)鍵部件。在軋制過程中，輥環(huán)表面需要承受較高的溫度和較大壓力，因此，為降低輥環(huán)在生產(chǎn)中的消耗，不僅要求輥環(huán)需具備良好的抗斷裂性能，輥環(huán)表面也需具備良好的紅硬性、耐磨性和高硬度。隨著軋制速度的提高，輥環(huán)的工作環(huán)境更為惡劣，對輥環(huán)的性能要求也相應(yīng)提高，即要求輥環(huán)在高溫環(huán)境下具有較高的耐磨性、硬度、韌性及強度。由此可見，輥環(huán)性能的高低直接影響著軋機軋制線材和棒材時的軋制質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

目前，廣泛用的輥環(huán)主要是采用硬質(zhì)合金或高速鋼制成的。其中，采用粉末冶金方法制備得到的硬質(zhì)合金輥環(huán)具有硬度高和耐磨性好的特點，但是該種輥環(huán)的制備成本高且脆性大，在使用過程中，會出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，影響軋制質(zhì)量。采用離心鑄造方法制備的高速鋼輥環(huán)，由于制備工藝簡單，設(shè)備投資少，因此制備成本低，但是由于合金元素以及相應(yīng)的碳化物密度的差異較大，在離心鑄造時，會產(chǎn)生嚴重的偏析，導(dǎo)致制備得到高速鋼輥環(huán)的耐磨性較低，在使用過程中，消耗量大，影響軋制效率及軋制成本。由此可見，現(xiàn)有的輥環(huán)要么制備成本高且脆性大，影響軋制質(zhì)量；要么耐磨性低，影響軋制效率及軋制成本。

發(fā)明內(nèi)容

為提高線材和棒材軋機的軋制質(zhì)量及軋制效率，降低軋制成本，本發(fā)明提出一種制備軋機用輥環(huán)的方法，該方法包括如下步驟：

步驟1、制備輥環(huán)基體和輥環(huán)包套

所述輥環(huán)基體為環(huán)形柱體；

所述輥環(huán)包套包括環(huán)柱形筒體，該環(huán)柱形筒體的內(nèi)側(cè)壁的外徑等于所述輥環(huán)基體的內(nèi)徑，該環(huán)柱形筒體的外側(cè)壁的內(nèi)徑大于所述輥環(huán)基體的外徑，且所述外側(cè)壁的內(nèi)壁上設(shè)置有軋槽凸環(huán)，該軋槽凸環(huán)的設(shè)置位置與所述輥環(huán)上的軋槽位置相對應(yīng)；所述環(huán)柱形筒體的下端口配設(shè)有封閉所述下端口的下環(huán)形蓋板，所述環(huán)柱形筒體的上端口配設(shè)有封閉所述上端口的上環(huán)形蓋板，且所述上環(huán)形蓋板上靠近外緣處設(shè)置有與所述輥環(huán)包套的內(nèi)腔連通的裝粉通道，該裝粉通道背離所述環(huán)柱形筒體的頂端配設(shè)有頂蓋，且該頂蓋上設(shè)置有抽真空孔；

步驟2、將所述輥環(huán)基體置于所述環(huán)柱形筒體內(nèi)，且所述輥環(huán)基體位于所述環(huán)柱形筒體的內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁之間，且所述裝粉通道位于所述輥環(huán)包套中用于填裝合金粉末的環(huán)形容納腔的上方；

步驟3、通過所述裝粉通道向所述輥環(huán)包套內(nèi)填裝合金粉末，在填裝完成后進行振實操作，并將所述頂蓋安裝到所述裝粉通道頂部并通過焊接密封連接；

步驟4、將內(nèi)置有所述輥環(huán)基體和所述合金粉末的輥環(huán)包套置于脫氣爐中抽真空并進行脫氣保溫；

步驟5、在脫氣保溫完成后，將內(nèi)置有所述輥環(huán)基體和所述合金粉末的輥環(huán)包套置于熱等靜壓爐中進行熱等靜壓處理，使所述合金粉末在所述輥環(huán)包套內(nèi)熱等靜壓成型并與所述輥環(huán)基體擴散連接；

步驟6、采用機加工方法去除所述輥環(huán)包套得到輥環(huán)，并對所述輥環(huán)依次進行退火處理、淬火處理和回火處理。

采用該制備軋機用輥環(huán)的方法制備輥環(huán)，輥環(huán)基體位于輥環(huán)包套的環(huán)柱形筒體內(nèi)，通過環(huán)柱形筒體的內(nèi)側(cè)壁對輥環(huán)基體進行固定，并使輥環(huán)基體與環(huán)柱形筒體的外側(cè)壁之間的間距固定。這樣，通過熱等靜壓工藝制備得到的輥環(huán)上的工作層厚度均勻，進而提高了輥環(huán)的質(zhì)量。在輥環(huán)包套的環(huán)柱形筒體的外側(cè)壁的內(nèi)壁上設(shè)置軋槽凸環(huán)，從而在通過熱等靜壓工藝制備得到輥環(huán)上的工作層的同時，在工作層上與軋槽凸環(huán)的位置相對應(yīng)的位置形成軋槽，制備方便，且軋槽位于工作層上，軋槽底部的硬度較高、耐磨性較好，從而可延長輥環(huán)的使用壽命。

優(yōu)選地，所述輥環(huán)包套的抽真空孔處設(shè)置有抽真空管，以便于與抽真空裝置連接。

優(yōu)選地，所述合金粉末的化學(xué)成分及各化學(xué)成分含量的重量百分比依次為：碳2.1％～2.5％、鉻4.5％～5.5％、鉬1.0～2.0％、釩8.5％～11.5％、硅0.8～1.5％、錳0.2～1.0％，其余為鐵。

優(yōu)選地，所述輥環(huán)基體采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼制成，制作簡單方便且經(jīng)濟。

優(yōu)選地，在所述步驟4中，進行脫氣保溫時的保溫溫度為300～500℃、真空度為2×10^-3Pa，保持時間為2～10h。

優(yōu)選地，在所述步驟5中，進行熱等靜壓處理時的溫度為1000～1200℃、壓力為120～140MPa，保持時間為2～5h。