[發明專利]一種低合金磨輥的制造方法

有效

• 申請號: 201610355350.9
• 申請日: 2016-05-26
• 公開（公告）號: CN105821333B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 閆玉榮;方勤波;肖萬宏;蘇海根;牛飛
• 申請（專利權）人: 湖北金標通用軋輥有限公司
• 主分類號: C22C38/18
• 分類號: C22C38/18;C22C38/08;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/12;C22C38/14;C22C33/06;B22D19/16;C21D1/20;C21D9/38
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司11129
• 代理人: 吳小燦

技術領域

本發明涉及冶金技術，特別是一種低合金磨輥的制造方法，所述低合金磨輥適合于糧食加工的磨粉機使用。

背景技術

磨輥是磨粉機的核心構件。性能優良的磨輥可提高研磨效率、延長更換周期、節約能源，提高糧食加工質量。磨輥工作中通常承受糧食顆粒、混入糧食顆粒中的碎石、砂粒等磨料的磨損，以及承受一定的沖擊荷載，因而要求磨輥具有較高的強度、硬度和抗沖擊性能，以及具有良好的耐磨性。

磨輥的耐磨性取決于磨輥的硬度和韌性。磨輥的硬度越高，耐磨性越好。磨輥的韌性會促進材料發生塑性變形和加工硬化，使表面硬度得到提高，因而良好的韌性有助于提高磨輥的耐磨性。考慮到磨輥硬度較高時其表面機加工性能較差，因此，現有技術通常采用綜合提高磨輥的硬度和韌性的方式，以提高磨輥的耐磨性。

中國發明專利“大尺寸高韌性耐磨合金軋輥的制造方法”，授權公告號：CN102019294B，公告日：2012.07.18，公開了一種糧食破碎機械用、直徑800mm以上的大尺寸軋輥的制造方法，采用特定的熱處理工藝步驟及參數，制得的軋輥顯微組織由碳化物、下貝氏體和奧氏體組成，并控制奧氏體的體積分數在10-35％之間，因而同時具有高韌性和高耐磨性。

但是，上述發明專利仍然存在明顯的缺陷：雖然采用特定的熱處理工藝，得到的特定的貝氏體－奧氏體組織，因而同時具有較高的耐磨性和韌性，但是，采用單步法等溫淬火熱處理得到的貝氏體－奧氏體組織，不能獲得同時具有高韌性和高強度、硬度和抗沖擊性。這是因為，在等溫淬火熱處理過程中，淬火溫度較低時，貝氏體組織細小，分布均勻，但奧氏體含量低，此時強度、硬度較高，抗沖擊性好，但韌性較低；當淬火溫度較高時，殘余奧氏體含量增加，韌性強，但貝氏體開始變大變粗，分布開始不均勻，導致材料韌性提高，但強度、硬度和抗沖擊性能下降。顯然，上述發明專利采用的單步等溫熱處理工藝，并不能到具備良好的韌性和耐磨性，并同時具備足夠的強度、硬度和抗沖擊性能的磨輥。

進一步分析，上述發明專利給出的淬火溫度為400-300℃，為常規的形成貝氏體奧氏體的淬火溫度，范圍較大，并不能形成如對比文件所指出的規定比例的基體組織，因而制成的軋輥的韌性和耐磨性并不穩定。

發明內容

本發明為解決現有技術存在的缺陷，提供一種新的低合金磨輥的制造方法，在常規合金元素基礎上添加釩、鈦以提高強度和韌性，采用兩步等溫淬火熱處理方法，以及通過淬火溫度和淬火時間的控制，得到同時具有高強度、硬度和抗沖擊性能，以及良好的韌性和耐磨性的磨輥，特別適用于糧食磨粉機的磨輥使用。

本發明為實現技術目的采用的技術方案是：一種低合金磨輥的制造方法，所述低合金磨輥包括耐磨合金外層和鑄鐵內層組成，其特征在于：所述耐磨合金外層的化學成分按重量百分比計為：碳3.65-3.75％，硅0.30-0.55％，錳0.3-0.5％，磷0.30-0.55％，硫≤0.12％鎳0.5-0.6％，鉻0.8-1.0％，鉬0.1-0.2％，釩0.1-0.2％，鈦0.1-0.3％，余量為鐵，所述制造方法包括以下步驟：

1)按化學成分配料投放原料，先加入白鐵屑，再加入生鐵、廢輥、廢鋼、磷鐵、鉻鐵、鎳板、鉬鐵、釩鐵和鈦鐵，將上述原料在電爐中熔化，出爐前再加入錳鐵；

2)用臥式離心機澆注磨輥外層，澆注溫度為1500-1520℃，澆注機轉速至少1000轉/分鐘；

3)磨輥外層澆注完成后，待外層溫度降至1150-1170℃時，開始澆注內層，內層澆注溫度為1400-1410℃；

4)冷卻；

5)將成型的合金磨輥經機械加工制得成品磨輥。

一種低合金磨輥的制造方法，所述步驟4)中的冷卻兩步等溫淬火熱處理方法，包括以下步驟：4-1)將澆注成型的磨輥在旋轉的離心機中冷卻到900-850℃，然后將磨輥取出空冷至300-240℃，保溫1.5-3小時；4-2)將磨輥再升溫至360-320℃，保溫4-10小時，取出空冷。

一種低合金磨輥的制造方法，所述步驟1)還包括：原料熔化后，用光譜儀檢測化學成分配比，如成分未達要求則再進行調配料處理，達到成分要求后方可出爐澆注。

一種低合金磨輥的制造方法，所述步驟2)還包括在澆注磨輥外層前，先將白鐵爐進行燙包。

本發明的低合金磨輥的外層合金化學成分的選擇及配比理由如下：

碳：碳是鋼鐵中的基本元素，適量提高碳的含量可提高材質硬度和耐磨性，但過高導致韌性下降、脆性增加，機加工性能變差，綜合考慮選擇碳含量3.65-3.75％。