[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

本發明涉及一種含石墨的貝氏體半鋼板帶粗軋工作輥，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65?75HSD。用于板帶(特別是不銹鋼帶鋼)粗工作輥綜合使用壽命較傳統半鋼、石墨鋼?等材質提高30～50％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

本發明涉及一種含石墨的貝氏體半鋼板帶粗軋工作輥，該軋輥廣泛用于熱軋碳鋼及不銹鋼軋制的板帶粗軋兩輥可逆工作輥，以及粗軋四輥可逆工作輥；還可以應用于大型H型鋼中、精軋萬能水平輥環、立軋輥環、軋邊機工作輥；還可以應用于大型槽、角型材中、精軋及成品軋制工作輥。

背景技術

現階段熱軋碳鋼、不銹鋼板帶粗軋機，分為兩輥粗軋機和四輥粗軋機兩種，其工作環境，特別是不銹鋼軋制，其粗軋溫度高(開軋溫度1200～1260℃)、軋制變形抗力大。對軋輥要求：同時滿足高的抗熱裂紋敏感性、耐磨性，以及良好的咬入性能，目前現階段使用的傳統軋輥包括：普通半鋼、普通石墨鋼軋輥材質，其硬度范圍45-55HSD。主要存在的問題，傳統半鋼軋輥抗熱裂能力差，在出現卡鋼事故時，表現為裂紋較深，傳統石墨鋼軋輥主要表現為耐磨性不足，特別在不銹鋼生產過程尤為突出。

傳統半鋼、石墨鋼軋輥制造方法，現階段應用在粗軋使用的半鋼、石墨鋼軋輥均采用整體靜態鑄造方法生產；對于鑄鋼系列軋輥(非半鋼及石墨鋼)還有一種制造方法，即沖洗復合制造方法，該方法多用于復合制造的四輥軋機的大型支承輥生產，其支承輥使用環境不接觸熱的軋制工件(即紅熱的鋼坯、板)，工作溫度較低，主要承受軋制載荷(軋制壓力)及與工作輥之間的接觸應力。故沖洗復合鑄鋼支承輥不用考慮使用中的熱交變載荷對組織的影響，其支承輥硬度可借助熱處理手段實現硬度60-65HSD的要求。

對于熱軋帶鋼粗軋輥來說，要想提高其使用壽命，必須在現階段提高其軋輥硬度，目標在現階段45-55HSD基礎上，提高到65-75HSD，同時還要保證該硬度的軋輥能夠滿足高溫熱交變載荷的使用熱沖擊。因此，必須配合科學的合金化，同時配合與之匹配的特殊熱處理手段，最終制造出熱穩定性好、耐磨性高、同時具有良好咬入性的使用環境的軋輥。

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，即設計外層組織中含有足夠的石墨析出(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、良好咬入性的粒狀回火貝氏體基體上鑲嵌大量二次碳化物顆粒軋輥。

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板帶粗軋工作輥新材質。在滿足板帶粗軋工作輥使用要求(特別是兩輥可逆軋機對輥頸較高的強度指標要求)的基礎上，為降低制造成本以及改善整體鑄造軋輥應力狀態，為客戶創造物美價廉的高耐磨性、抗事故性的高性價比產品，基于傳統離心復合鑄造基本原理，并力求突破創造出鋼(含石墨的貝氏體半鋼外層)+高強度低合金鋼芯的離心復合產品。為確保高合金鋼外層與低合金鋼心部復合澆注的良好冶金結合，本發明創造性的采用了低熔點中間層，在動態離心過程將低熔點中間層澆入旋轉著的半固態外層殼體內腔使其得到良好冶金結合，并在填入心部金屬液時將中間層融掉，從而實現外層高合金與心部低合金的鋼+鋼復合制造；構成了一種新型的含石墨的貝氏體半鋼板帶粗軋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板帶粗軋工作輥，該工作輥輥身工作層硬度65-75HSD；輥頸抗拉強度550-750Mpa；用于板帶鋼粗軋機架，耐磨性能比傳統半鋼、石墨鋼軋輥的綜合使用壽命提高30-50％。