[發明專利]一種含石墨的貝氏體半鋼型鋼精軋工作輥

有效

• 申請號: 202010080107.7
• 申請日: 2020-02-04
• 公開（公告）號: CN111187979B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 周守行;戴鵬宇;花之仁;萬建榮;華楠;汪晨晨;徐文俊;趙冬華
• 申請（專利權）人: 三鑫重工機械有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/56;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/06;C22C37/10;C22C37/08;C22C38/12;C22C38/22;C22C38/40;C22C38/08;C22C38/18;C21D1/18
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 李小靜

本發明涉及一種含石墨的貝氏體半鋼型鋼精軋工作輥，其軋輥輥身工作層采用含有石墨的貝氏體半鋼材質，利用離心復合鑄造、整體鑄造、靜態沖洗復合鑄造，輥軸采用抗破斷強度較高的中碳低合金鋼、高碳低合金鋼、低合金半鋼、低合金石墨鋼材料鑄造，并借助于特殊的熱處理工藝方法，輥面硬度在70?75HSD。軋輥綜合使用壽命較傳統半鋼、石墨鋼、珠光體類球墨鑄鐵等提高50～100％以上，具有優良的使用特性、經濟實用性和推廣價值。

技術領域

本發明是一種含石墨的貝氏體半鋼型鋼精軋工作輥，該軋輥廣泛用于大型槽、角型、軌梁等型材精軋及成品軋制工作輥，特別是兩輥軋制的深孔型型材軋制的軋輥；還可以用于大型H型鋼精軋萬能水平輥環、立軋輥環、軋邊機工作輥，以及熱軋板帶(碳鋼、不銹鋼)粗軋工作輥。

背景技術

現階段大型型鋼(包括：大角鋼、大槽鋼)軋制分為兩大類：一類為萬能軋機，采用四輥軋制，其孔型為四個軋輥組合實現；另一類為兩輥軋機，其孔型分別由上下兩個軋輥(上輥和下輥)組合完成，其主要特點是：①孔型較深(100～200mm)；②軋機相對對孔型冷卻偏弱；③使用到后期軋輥最小直徑(孔型底部直徑)偏小。

對軋輥性能要求：①工作層厚度要求較深(單邊厚度150～250mm)；②對公輥表面尖角部位要求耐磨、抗熱裂；③對母輥孔型底部尖角部位要求耐磨；③對芯軸要求中后期輥徑較小時，要有足夠的抗破斷能力。

目前現階段型材精軋及成品架主要的使用是傳統球墨鑄鐵軋輥包括：①常規靜態澆鑄軋輥輥面硬度只能控制在58-63HSD，②對離心復合軋輥輥面硬度只能控制在63-68HSD；③都存在著較大的硬度落差0～150mm常法軋輥落差約在10HSD、離心軋輥也約在8HSD作用；④傳統球墨鑄鐵輥芯抗拉強度≥300～350Mpa。

對球墨鑄鐵軋輥而言，使用中容易出現的問題包括：公輥尖角部位易裂紋、且磨損較大；母輥角部位磨損較快是軋輥提前下機、軋輥消耗量大的主要原因。

第二類目前型材精軋及成品架正在推廣試用的傳統半鋼、石墨鋼軋輥材質，①其輥面硬度最高能控制的范圍55-60HSD，新輥孔型底部硬度一般在50-53HSD；②加上最新推廣采用的開孔型淬火技術，其孔型底部硬度最高也只能達到55HSD左右。綜合耐磨性能較球墨鑄鐵來說有了較大程度提高，但單靠開孔型淬火技術與市場要求還有較大差距。

對于大型型鋼深孔型軋輥來說，要想提高其使用壽命，必須在現階段球墨鑄鐵硬度58-63HSD，以及現階段傳統半鋼、石墨鋼硬度55-60HSD基礎上，在兼顧抗熱裂前提下，再提高一步到70-75HSD，同時解決傳統球墨鑄鐵軋輥易斷輥、離心球鐵芯結合層開裂破槽問題。

本發明基于傳統半鋼、石墨鋼軋輥材質，通過對C及Cr、Ni、Mo等主要合金元素的再設計研究，保留傳統半鋼、石墨鋼兩種軋輥各自的優點，即設計外層組織中要有足夠的石墨析出(1～2％)，適量的合金一次碳化物(10～15％)，基體組織以強韌性較好、耐磨性較高兼顧良好熱穩定性、良好咬入性的回火貝氏體基體上鑲嵌大量二次碳化物顆粒軋輥，來實現軋輥耐磨性提高的要求。

基于以上設計理念，本發明從合金化、材料的孕育+變質處理、到與之匹配的熱處理技術入手，構成了一種新型的含石墨的貝氏體半鋼大型型鋼精軋輥新材質。

但考慮到，單純靠提高材質合金化能力，不僅不利于降低制造成本，同時使軋輥淬透性顯著提高，在軋輥內部會產生較大的淬火應力，易發生淬火以及使用過程斷裂事故。本發明基于離心復合鑄造基本原理，并力求突破再創造出“含石墨的貝氏體半鋼外層”+“高強韌性的低合金鋼芯”離心復合產品。構成了一種新型的含石墨的貝氏體半鋼大型鋼鋼芯復合工作輥新材質。

發明內容

本發明提供了一種含石墨的貝氏體半鋼型鋼精軋工作輥，該工作輥輥身有效工作層厚度150-250mm；輥面硬度70-75HSD及孔型底部硬度(68-73HSD)；輥頸抗拉強度550-750Mpa；用于大型型鋼精軋及成品架，耐磨性能比傳統半鋼、石墨鋼、合金球墨鑄鐵軋輥的綜合使用壽命提高50-100％。