[發明專利]一種壓力鑄造復合輥套及其制造方法

在審

• 申請號: 202011194496.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112264600A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 黃玲;向勇;曾麟芳;李聚良
• 申請（專利權）人: 湖南三泰新材料股份有限公司
• 主分類號: B22D19/16
• 分類號: B22D19/16;B22D18/02;B21B27/03
• 代理公司: 長沙瀚頓知識產權代理事務所(普通合伙) 43223
• 代理人: 吳亮;朱敏

本發明公開了一種壓力鑄造復合輥套，包括：輥套外層(1)、輥套內層(2)和冶金結合層(3)，所述輥套內層(2)為預制的低碳無縫鋼管，所述輥套外層(1)為現澆的耐磨合金鋼層，所述冶金結合層(3)為現澆制作所述輥套外層(1)時合金鋼液與熔融的低碳無縫鋼管表層相互滲透擴散而形成的結合層；所述輥套外層(1)厚度為20mm?150mm，所述輥套內層(2)厚度為10mm?60mm，所述冶金結合層(3)厚度為0.1mm?2.0mm。通過限定輥套外層、輥套內層和冶金結合層的厚度，以及三者之間的厚度比例，是經過多次試驗論證以及多次現場實踐驗證，被證明這樣的厚度和厚度比限定，可以在不降低復合輥套強度的前提下，最大限度地提高了其耐磨性能和韌性度，達到了這三項性能的最佳組合。

技術領域

本發明涉及金屬材料及冶金軋鋼技術領域，特別涉及一種壓力鑄造復合輥套，以及一種壓力鑄造復合輥套的制造方法。

背景技術

軋輥是軋鋼生產中最重要的消耗件，它又被稱作為“鋼材之母”，我國每年生產80萬噸左右的軋輥。目前使用的軋輥大多為傳統的整體軋輥或者輥套式復合軋輥，輥套式復合軋輥目前僅在棒線材軋制領域得到應用。輥套式復合軋輥由輥軸和輥套組成，輥套嵌套在輥軸的外部，并由輥軸帶動與鋼坯接觸，使鋼坯發生塑性變形。輥套在使用時需要承受較大的軋制力、同時表層與鋼坯之間存在較大的滑動摩擦；輥套與輥軸過盈裝配，內層需要傳遞輥軸提供的較大扭矩，因此復合輥套需要具備“內韌外硬”的特點。

現有的軋輥合金中，沒有單一材質能夠同時兼具高耐磨性、高強度以及高韌性等輥套所需的全部特性。因此通過雙金屬復合工藝，將兩種不同性能的材料復合在一起，最大限度的利用兩種金屬的特性制備高性能的雙金屬復合輥套是目前輥套制備的主要方法。且目前的雙金屬復合軋輥，一種方法是采用預先制作好軋輥內套和軋輥外套，再使用機械壓力將軋輥內套壓入到軋輥外套內而形成雙金屬復合輥套，再進行必要的熱處理，這樣的結合方式存在結合不完全、結合層中存在空隙的缺陷；另一種方法是將內鋼芯以及外模固定，將合金鋼液采用底部澆鑄法澆鑄形成軋輥外套，這樣的常規鑄造復合方案，外層鑄造合金中容易產生疏松、氣孔和夾渣等缺陷，影響成品的耐磨性能及使用壽命；而且當合金液澆鑄溫度略微偏低或內層無縫管表面氧化層偏厚時，輥套易出現內外層金屬結合不牢固的問題。

鑒于此，克服上述現有技術所存在的缺陷，發明一種致密性更好、結合更加牢固的復合輥套，是本領域亟待解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種壓力鑄造復合輥套，以及一種壓力鑄造復合輥套的制造方法，該壓力鑄造復合輥套的致密性和結合度更好、更加牢固，壓力鑄造復合輥套的制造方法，能有效消除鑄造產品中的疏松和氣孔，同時壓力的作用還能更好的促進合金液與內層無縫管的相互擴散，使內外層金屬結合更牢固。其技術方案如下：

本發明的一種壓力鑄造復合輥套，所述復合輥套包括：輥套外層、輥套內層和冶金結合層，所述輥套內層為預制的低碳無縫鋼管，所述輥套外層為現澆的耐磨合金鋼層，所述冶金結合層為現澆制作所述輥套外層時合金鋼液與熔融的低碳無縫鋼管表層相互滲透擴散而形成的結合層；所述輥套外層厚度為20mm-150mm，所述輥套內層厚度為10mm-60mm，所述冶金結合層厚度為0.1mm-2.0mm。

本發明的壓力鑄造復合輥套，與現有技術中的復合輥套相比，通過限定輥套外層、輥套內層和冶金結合層的厚度，以及三者之間的厚度比例，是經過多次試驗論證以及多次現場實踐驗證，被證明這樣的厚度和厚度比限定，可以在不降低復合輥套強度的前提下，最大限度地提高了其耐磨性能和韌性度，達到了這三項性能的最佳組合。

進一步地，所述輥套外層、所述輥套內層和所述冶金結合層三者厚度之比為(10-200)：(5-100)：1。

進一步地，在所述輥套內層的外壁面上設置有若干突起或/和凹坑，所述突起的突出高度、所述凹坑的凹陷深度為所述輥套內層厚度的1/10-1/20。