[發(fā)明專利]一種含石墨的高速鋼組合鑲套復(fù)合軋輥制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610676900.7
• 申請(qǐng)日: 2016-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106048459B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周守行;陸怡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三鑫重工機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/44
• 分類號(hào): C22C38/44;C22C38/46;C22C38/54;C22C38/56;C22C38/02;C22C38/04;C22C33/04;B22D13/02;B21B27/03
• 代理公司: 哈爾濱市陽(yáng)光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司23211
• 代理人: 耿曉岳

1.一種含石墨的高速鋼組合鑲套復(fù)合軋輥的制造方法，其特征在于，軋輥的工作層的化學(xué)成分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)包括：C 2.0-3.0％、Si 0.8-2.5％、Mn 0.2-1.0％、P≤0.05％、S≤0.02％、Cr 3-10％、Ni 0.5-3.5％、Mo 2.5-6.0％、V 3-8％、0＜W≤10％、0＜B≤0.5％，N 60-500PPM；且工作層含有當(dāng)量球徑在20-50μm，面積百分比在0.5-1.5％的點(diǎn)、球狀石墨；同時(shí)，工作層基體組織中彌散分布著面積總百分比20-35％的MC型和/或M₂C型的、點(diǎn)狀和/或塊狀的高硬合金碳化物、氮化物、硼化物；軋輥的輥軸部分采用C 0.2-1.0％鑄鋼；在外層與輥軸之間還包含一層中間層；

所述含石墨的高速鋼組合鑲套復(fù)合軋輥是通過(guò)動(dòng)態(tài)離心鑄造制備外層筒體、中間層，通過(guò)熱處理熱加工及機(jī)械冷加工后，與制備好的輥軸通過(guò)軸套復(fù)合熱裝方法進(jìn)行機(jī)械過(guò)盈裝配，得到組合裝配的含石墨的高速鋼軋輥；

所述通過(guò)動(dòng)態(tài)離心鑄造制備外層筒體的步驟包括爐料準(zhǔn)備，冶煉，出爐碳、氮、硼化物變質(zhì)處理，石墨變質(zhì)孕育處理，起包澆注，筒體凝固與石墨析出；

所述出爐碳、氮、硼化物變質(zhì)處理，是在外層金屬液體出爐過(guò)程中，添加顆粒變質(zhì)劑促使液態(tài)Cr、Mo、V、W合金元素以高溫固態(tài)的形態(tài)形成微小、彌散的高熔點(diǎn)碳化物、氮化物、硼化物懸浮顆粒并析出；出爐碳、氮、硼化物變質(zhì)處理包括以下步驟：隨出爐金屬流，沖入顆粒度為0.2-1mm的含釩50～80％的釩合金顆粒變質(zhì)劑，進(jìn)行碳、氮、硼化物變質(zhì)處理；釩合金沖入質(zhì)量＝外層金屬液出爐質(zhì)量W_外×0.25％/(釩合金實(shí)際含釩質(zhì)量分?jǐn)?shù)-原始爐內(nèi)含釩質(zhì)量分?jǐn)?shù))/釩合金吸收率％；變質(zhì)處理過(guò)程中，充分?jǐn)嚢瑁光C合金顆粒變質(zhì)劑充分溶解，并依靠合金液滴的濃度起伏原理進(jìn)行催化，促使液態(tài)Cr、Mo、V、W合金元素以高溫固態(tài)的形態(tài)形成微小、彌散的高熔點(diǎn)碳化物、氮化物、硼化物懸浮顆粒從高溫金屬液中析出；

所述石墨變質(zhì)孕育處理是在碳、氮、硼化物變質(zhì)處理的基礎(chǔ)上添加顆粒變質(zhì)劑，使金屬液中溶解狀態(tài)的剩余碳，在隨后的澆注凝固階段以微小點(diǎn)球狀析出形成石墨；石墨變質(zhì)孕育處理包括以下步驟：當(dāng)外層金屬液溫度＝外層金屬液液相線溫度+(120～150)℃，扒除金屬液表面殘?jiān)诮饘僖罕砻婕尤腩w粒度為0.5-1.5mm的含硅75-80％的硅鋯鋁孕育合金顆粒，進(jìn)行石墨的變質(zhì)孕育處理；硅鋯鋁孕育合金顆粒加入質(zhì)量＝外層金屬液出爐質(zhì)量W_外×0.35％/硅鋯鋁孕育合金顆粒實(shí)際含硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)/硅鋯鋁孕育合金顆粒的吸收率％；進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁构桎嗕X孕育合金顆粒充分溶解以微小液滴形式懸浮于金屬液之中，并依靠合金微小液滴的濃度起伏原理進(jìn)行催化，使金屬液中以溶解狀態(tài)的剩余碳，在隨后的澆注凝固階段以微小點(diǎn)球狀析出；

所述起包澆注主要包括以下步驟：控制澆注溫度＝外層金屬液液相線溫度+(90～120)℃；扒除金屬液表面殘?jiān)诮饘僖罕砻嫒鋈?mm厚度的脫水硼砂或螢石輔助化渣使高熔點(diǎn)氧化物雜質(zhì)稀釋，并與金屬液分離凈化；將金屬液通過(guò)澆注漏斗、經(jīng)橫向流槽澆入高速旋轉(zhuǎn)中的離心鑄型中，然后在旋轉(zhuǎn)著的筒狀金屬液內(nèi)表面散入3-4mm厚玻璃保護(hù)渣，起到內(nèi)表面保溫、防氧化作用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，鑄造外層筒體的金屬液按質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成：C 2.0-3.0％、Si 0.8-2.5％、Mn 0.2-1.0％、0＜P≤0.05％、0＜S≤0.02％、Cr 3-10％、Ni 0.5-3.5％、Mo 2.5-6.0％、V 3-8％、0＜W≤10％、0＜B≤0.5％，N 60-500PPM，進(jìn)行爐料準(zhǔn)備；金屬液采用中頻爐進(jìn)行冶煉，控制爐前含Si量＝成品含Si量-0.35％；控制爐前含V量＝成品含V量-0.25％；外層金屬液的出爐溫度T_出＝外層金屬液的液相線溫度+(240～300)℃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述中間層：當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)的外層金屬筒體內(nèi)腔溫度達(dá)到其固相線溫度T_S外-(80～200)℃時(shí)，澆入制備好的中間層材質(zhì)金屬液，控制中間層金屬液的澆入溫度≥外層金屬液液相線溫度T_L外+(120～150)℃，同時(shí)應(yīng)滿足≥中間層材料液相線溫度T_L中+(50～200)℃；澆入內(nèi)腔的中間層金屬液，通過(guò)對(duì)已凝固的外層動(dòng)態(tài)沖刷和溶蝕作用下，將已凝固外層溶蝕10-20mm，并與外層形成冶金結(jié)合。