[發(fā)明專利]一種長(zhǎng)材軋制生產(chǎn)線上活套輥的制備方法及活套輥

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110623914.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113337814A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石明良;許清;卜宗清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽晨光高耐磨科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10;C22B9/18;B21J5/00;B23P15/00;C21D9/38;C22C19/05
• 代理公司: 南京九致知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32307
• 代理人: 嚴(yán)巧巧

本發(fā)明提供的長(zhǎng)材軋制生產(chǎn)線上活套輥的制作方法及活套輥，涉及金屬壓延加工領(lǐng)域，其方法包括：電渣重熔爐外精煉鉻鎳合金鋼錠、鍛造活套輥毛坯、機(jī)械加工半成品、熱處理調(diào)質(zhì)、機(jī)械半精加工、激光熔覆過(guò)渡層和耐磨合金層，以及數(shù)控精加工成品；本發(fā)明在活套輥工作表面增加冶金結(jié)合的過(guò)渡層和耐磨合金層，通過(guò)過(guò)渡層抑制后熔覆表面耐磨合金層時(shí)高熵合金滲入到內(nèi)層，減少焊接應(yīng)力、防止開(kāi)裂，起到冶金組織逐步過(guò)渡的目的；通過(guò)耐磨合金層的設(shè)計(jì)，與過(guò)渡層配合解決了傳統(tǒng)活套輥在高溫狀態(tài)交替冷卻水激冷沖擊下容易開(kāi)裂的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了活套輥在高速線材軋機(jī)生產(chǎn)中高壽命的使用，顯著提高軋機(jī)生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬壓延加工領(lǐng)域，具體涉及一種長(zhǎng)材軋制生產(chǎn)線上活套輥的制備方法及活套輥。

背景技術(shù)

在金屬壓延領(lǐng)域，長(zhǎng)材冶金軋機(jī)生產(chǎn)線上都有活套輥，活套是現(xiàn)代高速線材軋機(jī)的主要配套技術(shù)之一，由于活套輥工作環(huán)境條件比較惡劣，需要承受高溫條件下冷熱交替使用，需要高耐磨，耐疲勞，耐沖擊。如圖1所示，常規(guī)的活套輥使用壽命比較短，無(wú)論從進(jìn)口的西馬克高速線材軋機(jī)活套輥、采用G～X70CrNi14材質(zhì)的情況看，還是中冶南方棒線材軋機(jī)活套輥、采用Cr20NiMoMnRe材質(zhì)的情況看，雖然材質(zhì)都具有良好的耐高溫性能、抗氧化、耐腐蝕和耐磨損性能，但是在高溫狀態(tài)交替冷卻水的激冷沖擊下和在軋制速度快的情況下，活套輥往往會(huì)開(kāi)裂和劇烈磨損，導(dǎo)致活套輥使用壽命都不長(zhǎng)，經(jīng)常需要停機(jī)更換，影響整條高速線材軋機(jī)的生產(chǎn)效率。

在高溫狀態(tài)交替冷卻水的激冷沖擊或在軋制速度快的情況下，現(xiàn)有的活套輥紅硬性差，高溫導(dǎo)致其表面退火，硬度降低，繼續(xù)使用就容易發(fā)生開(kāi)裂和劇烈磨損。現(xiàn)有技術(shù)中雖然也有通過(guò)激光熔覆提升輥類產(chǎn)品紅硬性的方案，但是其表面由于焊接應(yīng)力的存在仍然會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象；原因在于，熔覆層由于合金偏析問(wèn)題導(dǎo)致其中碳化物分布不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致馬氏體組織內(nèi)碳化物結(jié)晶粗大、金相不均勻，在高溫激冷狀態(tài)下就容易產(chǎn)生開(kāi)裂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種長(zhǎng)材軋制生產(chǎn)線上活套輥的制備方法及活套輥，通過(guò)在活套輥工作表面部位上增加了二層冶金結(jié)合的過(guò)渡層和耐磨合金層，使得活套輥工作面具有高耐磨、耐沖擊、耐高溫狀態(tài)交替冷卻水激冷沖擊的特性，使在線的活套輥使用壽命顯著提升。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案：一種長(zhǎng)材軋制生產(chǎn)線上活套輥的制備方法，包括

采用電渣重熔爐外精煉制得鉻鎳合金鋼錠；

通過(guò)鍛造工藝鍛造活套輥毛坯；

對(duì)活套輥毛坯進(jìn)行機(jī)械加工制作活套輥半成品；

對(duì)活套輥半成品進(jìn)行熱處理調(diào)質(zhì)；

對(duì)熱處理調(diào)質(zhì)后的活套輥半成品進(jìn)行機(jī)械半精加工；

對(duì)機(jī)械半精加工后的活套輥表面進(jìn)行激光熔覆過(guò)渡層和耐磨合金層；

數(shù)控精加工表面熔覆有過(guò)渡層和耐磨合金層的活套輥，獲得活套輥成品。

進(jìn)一步的，所述鍛造活套輥毛坯的鍛造工藝為三墩三拔；所述鍛造工藝的鍛造比記為y，3.8≥y≥3.5。

進(jìn)一步的，所述過(guò)渡層為鎳基合金層，所述耐磨合金層為MoFeCrTiWAlNb～x系列高熵合金層。

進(jìn)一步的，定義用于鍛造活套輥毛坯的鉻鎳合金鋼錠構(gòu)成活套輥成品的韌性內(nèi)層，則所述韌性內(nèi)層與過(guò)渡層之間、過(guò)渡層與耐磨合金層之間冶金結(jié)合。

進(jìn)一步的，所述MoFeCrTiWAlNb～x系列高熵合金層的厚度為1.5～2.0mm；所述過(guò)渡層的厚度為1.2～1.5mm。

進(jìn)一步的，所述活套輥成品的工作面硬度為HRC63～65。

進(jìn)一步的，所述熱處理調(diào)質(zhì)后的活套輥半成品硬度為HB280～300。

進(jìn)一步的，所述數(shù)控精加工的刀具為CBN刀具。