[發明專利]一種含石墨的貝氏體半鋼板帶粗軋工作輥

有效

• 申請號: 202010080119.X
• 申請日: 2020-02-04
• 公開（公告）號: CN111168030B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 周守行;戴鵬宇;花之仁;萬建榮;華楠;汪晨晨;趙冬華;徐文俊
• 申請（專利權）人: 三鑫重工機械有限公司
• 主分類號: B22D13/02
• 分類號: B22D13/02;B22D13/10;B22D19/16;B22D1/00;C21D1/18;C21D9/38;C22C37/04;C22C37/08;C22C37/10;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/34;C22C38/44
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 李小靜

1.一種含石墨的貝氏體半鋼板帶粗軋工作輥，結構是由輥身（1-1）、輥頸（1-2）和軸頭（1-3）所組成，其特征在于：按照重量組分計：包括設置在輥身上的工作層組織，所述的工作層組織是由以下化學成分所組成：C1.5-1.8、Si1.2-1.8、Mn0.8-1.2、Cr1.5-3.5、Ni2.0-2.5、Mo0.6-1.5、V0.05-0.2、Al0.02-0.03、O≤0.015；輥身有效工作層厚度50-90mm，輥面硬度65-75HSD；

按照重量組分計：所述的輥頸采用低合金石墨鋼，其是由以下化學成分所組成：C1.0-1.4、Si1.0-1.3、Mn0.5-0.8、Cr≤0.1、Ni≤0.1、Mo≤0.1、P≤0.03、S≤0.03，輥頸抗拉強度550-750Mpa；

所述的工作層組織是由兩部分所組成的混合組織，其中主要部分包括有點塊和團絮狀石墨、呈斷續分布的一次碳化物以及以粒狀貝氏體為主的混合組織， 其余部分包括上貝氏體的回火組織、少量回火索氏體的基體和以彌散分布于基體上的顆粒狀二次碳化物，所述的石墨的面積百分比為1～2%，一次碳化物的面積百分比為10～15%，基體組織中貝氏體總量占基體面積百分比50～65%，彌散的顆粒狀二次碳化物占基體面積百分比15～20%；

所述的輥身、輥頸以及軸頭所組成的軋輥采用離心鋼芯復合制造，所述離心鋼芯復合制造方法是采用在高速離心旋轉中，澆入外層金屬液及外層金屬液保護渣后先在外層金屬液處于半凝固狀態下即外層澆鑄后5-12分鐘，添加一層厚度在15-30mm的Fe基、低熔點、低質量密度、不會對外層、心部以及結合層金屬產生有害作用的中間層金屬液；按照重量組分計：其中，中間層金屬液之一化學成分：C2.8-3.3、Si1.5-1.8、Mn0.5-1.0、Cr≤0.1、Ni≤0.1、Mo≤0.1、P≤0.03、S≤0.03。

2.根據權利要求1所述的一種含石墨的貝氏體半鋼板帶粗軋工作輥，其特征在于：所述的離心鋼芯復合制造即外層采用含石墨的貝氏體半鋼，心部采用低合金石墨鋼，通過離心復合鑄造，在高速旋轉的離心鑄型中，外層含石墨的貝氏體半鋼處于半凝固狀態下，填入一定厚度的低熔點無害中間層，并在靜態填入低合金石墨鋼心部時，將無害中間層融掉，實現外層含石墨的貝氏體半鋼與心部低合金石墨鋼的良好冶金結合。

3.根據權利要求1所述的一種含石墨的貝氏體半鋼板帶粗軋工作輥，其特征在于：中間層金屬液的填入溫度：T中間層=TL外層金屬液相線+40～60℃，保證與外層良好冶金結合的同時，保證外層內雜質的外浮，以及外層順序凝固所需的溫度場分布，消除外層宏觀組織疏松、縮孔缺陷，提高外層金屬的有效利用；再然后待中間層溫度T中間層=TS中間層金屬固相線 -（70～120）℃時停轉，將旋轉金屬型合箱到下箱上，再依次將上箱+冒口箱合到金屬型上；最后進行心部金屬液填芯，心部金屬液填芯溫度T芯= TL外層金屬液相線+（35～60℃）；同時滿足T芯= TL填芯金屬液相線 +（40～90）℃，并根據軋輥填芯重量偏小的取上限原則。

4.根據權利要求3所述的一種含石墨的貝氏體半鋼板帶粗軋工作輥，其特征在于：按照重量組分計：所述的心部金屬液的成分包括：C1.0-1.4、Si1.0-1.3、Mn0.5-0.8、Cr≤0.1、Ni≤0.1、Mo≤0.1、P≤0.03、S≤0.03；所述的心部金屬液填芯是指：將滑動水口對準中軋輥內腔中心線，進行澆鑄，金屬液從進入下箱充型至純冒口箱前，進行大流快速澆鑄，將已凝固的中間層及保護渣融化并有效上浮，形成高合金的外層與低合金的心部材料得到良好冶金結合，再然后進入純冒口后放緩澆鑄流，澆至距冒口上沿50～100mm，放置冒口保溫劑。

5.根據權利要求4所述的一種含石墨的貝氏體半鋼板帶粗軋工作輥，其特征在于：所述的心部金屬液填芯后15～35分鐘用同爐心部金屬液補點冒口進行補縮，點冒口的澆注溫度T點=TL芯+（60～90）℃，冒口上方通過覆蓋發熱劑和保溫劑進行保溫。