CN100369681C - 一种高速钢复合轧辊及其制造方法 - Google Patents

一种高速钢复合轧辊及其制造方法 Download PDF

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CN100369681C CNB2006100427591A CN200610042759A CN100369681C CN 100369681 C CN100369681 C CN 100369681C CN B2006100427591 A CNB2006100427591 A CN B2006100427591A CN 200610042759 A CN200610042759 A CN 200610042759A CN 100369681 C CN100369681 C CN 100369681C
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Abstract

本发明公开了一种高速钢复合轧辊及其制造方法,本发明的高速钢复合轧辊由辊身和辊芯通过离心铸造方法复合而成,辊身材料是高碳高速钢,主要含有的化学成分的重量百分比是:C,1.8~2.8;Mo,4.0~8.0;V,3.0~7.0;Nb,1.5~4.0;Cr,6.0~12.0;RE,0.1~0.25;Ti,0.15~0.40;N,0.08~0.20;K,0.06~0.18;Si<2.0;Mn<2.0;S<0.05;P<0.05;余量为Fe和不可检测的微量杂质;辊芯材料是高强度球墨铸铁,主要含有的化学成分的重量百分比是:C,3.2~3.6;Si,1.8~2.4;Mn,0.4~0.8;Ni,0.3~1.2;Cr,0.3~0.8;Mo,0.2~0.5;Mg,0.03~0.08;RE,0.05~0.14;P<0.08;S<0.03;余量为Fe和不可检测的微量杂质。其耐磨性明显优于高镍铬无限冷硬铸铁轧辊和高铬铸铁轧辊,工艺简单,生产效率高。

Description

一种髙速钢复合轧辊及其制造方法 技术领域本发明属于轧钢技术领域,涉及轧辊的制造方法,特别是一种高速钢复 合轧辊及其制造方法。'背景技术热轧辊是轧钢生产的关键工具,使用条件极其苛刻,必须能够承受相当 强烈的力与热的作用。除了要有较高的强韧性,防止,轧辊使用中发生断裂事. 故,表面还应具有良好的耐磨、耐热性能,单一轧辊材质难以满足热轧辊的 要求。用强韧性好的辊芯材料与耐磨、耐热性好的高速钢辊身材料组成的复 合轧辊,是轧辊发展的主要方向。常用的轧辊复合方法主要有:冲洗复合铸 造法、离心复合铸造法、连续铸造复合法、电渣重熔法、热等静压法、喷射 沉积成形法、机械组合法和表面堆焊法等。其中冲洗复合铸造法工艺简单, 但存在金属液收得率低、合金材料浪费严重以及轧辊表面质量差等不足,很 难应用于高速钢复合轧辊的生产。应用机械组合方法制备复合轧辊工艺复 杂,生产效率低。应用表面堆焊法制造复合轧辊不仅效率低,而且堆焊层易 出现夹渣、气孔和裂纹等缺陷,易影响轧辊的正常使用。离心复合铸造轧辊生产方法与连续铸造复合法(中国发明专利CN1280042)、电渣重熔法(美 国专利US5081760、中国发明专利CN1157192)、喷射沉积成形法和热等静 压法(日本专利公报特开昭61-238407) 一相比较,具有设备投资少、生产 效率高、生产成本低、操作方法简便和产品质量稳定等优点。但是,由于高 速钢中含有较多的W、 Cr、 Mo、 V等合金元素,而这些元素及其形成的碳 化物的密度差很大,在普通离心铸造条件下,高速钢轧辊合金元素偏析严重, 外层V含量低,而W、 Mo含量高,内层正好相反,严重影响轧辊的使用。
另外,在离心铸造高速钢复合轧辊过程中,离心力的作用易引起轧辊产生裂 纹。发明内容本发明的目的是给出一种高速钢复合轧辊及其制造方法,该高速钢复合 轧辊由辊身和辊芯复合而成,辊身使用的材料是耐磨性能优异的高碳高速 钢,辊芯使用的材料是高强度球墨铸铁。本发明高速钢复合轧辊采用离心铸 造方法成形,为了防止元素偏析,辊身高碳高速钢中不含密度高的钨元素,另外,在高碳高速钢中添加有铌元素,由于生成密度较大的MC型复合碳化 物(V、 Nb系复合碳化物),其密度与钢水密度相接近,使VC减少,有效 控制了离心铸造高速钢轧辊的碳化物偏析,提高了高速钢轧辊的耐磨性。另 外,在高碳高速钢中,加入稀土一钛一氮一钾进行复合变质处理,可以使碳 化物和基体组织明显细化,提高了高速钢轧辊抗裂纹形成能力,还明显改善 高速钢轧辊的热疲劳性能。在离心铸造中,通过控制铸型转速和采用铸型复 合涂料,可以明显改善高速钢轧辊抗铸造开裂能力。 本发明的目的可以通过以下措施来实现: 一种高速钢复合轧辊,由辊身和辊芯组成;其特征在于: 辊身材料是高碳高速钢,主要含有下列重量百分比的化学成分:C, 1. 8〜2.8; Mo, 4. 0〜8. 0; V, 3. 0〜7. 0; Nb, 1. 5〜4. 0; Cr, 6. 0〜12.0; RE, 0. l〜0.25,Ti,0. 15〜0. 40;N,0.08〜0. 20;K,0. 06〜0. 18;Si〈2.0; Mn〈2.0; S〈0. 05; P〈0. 05;余量为Fe和不可检测的微量杂质;辊芯材料i高强度球墨铸铁,主要含有下列重量百分ti的化学成分:C,3, 2〜3. 6; Si, 1.8〜2. 4; Mn, 0. 4〜0. 8; Ni, 0. 3〜1.2; Cr, 0.3〜0.8; Mo, 0. 2〜0. 5; Mg, 0. 03〜0. 08; RE, 0. 05〜0. 14; P〈0. 08; S〈0. 03;余量为Fe和不可检测的微量杂质。上述高速钢复合轧辊的制造方法,其特征在于,该方法将辊身和辊芯分
别用电炉熔炼,采用离心铸造方法复合成形,其工艺步骤是-1) 辊身高碳高速钢的钢水熔炼① 将普通废钢、生铁、钼铁、铌铁和铬铁按辊身成分要求混合放入炉 中加热熔化,钢水熔清后加入硅铁和锰铁,出炉前加入钒铁;② 炉前调整成分合格后将温度升至1520°C〜1600°C,加入占钢水重量 0. 109&〜0. 309&的A1脱氧,而后出炉;③ 将含钾变质剂、含氮变质剂、稀土硅铁和钛铁破碎至粒度小于16mm 的小块,经240'C以下烘干后,置于浇包底部,用包内冲入法对钢水进行复 合变质处理;2) 辊芯高强度球墨铸铁的铁水熔炼① 将普通废钢、硅铁、锰铁、镍板、钼铁和铬铁按辊芯成分要求混合 放入炉中加热熔化,用石墨或生铁增碳;② 炉前调整成分合格后将温度升至1420。C〜145(TC后出炉;③ 将稀土镁球化剂破碎至粒度小于18mm的小块,经18(TC以下烘干后, 置于浇包底部,用包内冲入法对铁水进行球化处理,铁水入浇包时,加入 0. 8%〜1. 2%的75%硅铁合金进行随流孕育处理;3) 轧辊用离心铸造方法复合而成的工艺步骤是:① 先将高碳高速钢钢水浇入在离心机上旋转的铸型内,钢水浇注温度 为1420。C〜1450。C,铸型材质是HT200,壁厚80mm〜200mm,预热温度大于 200°C,并在此温度下喷刷涂料,浇注时铸型温度不低于120°C;铸型采用 双层涂料,底层为隔热层,其组成的重量百分比是:20%〜30%硅藻土粉、 2%〜5%膨润土, 0〜6%锆英粉,其余是水;面层为耐火层,其组成的重量 百分比是:58%〜68%锆英粉,1%〜5%膨润土, 2%〜5%硅溶胶,其余是 水;涂料总厚度小于2mm;② 浇注初期铸型转速〜按下式确定:
式(1)<formula>formula see original document page 8</formula>式中:",一浇注初期的铸型转数,r/min, ;K一高碳高速钢溶液密度, g/cm3, r一辊身内半径,cm, /?—调整系数,高碳高速钢为L4〜1.6; ③浇注完毕后铸型转速"2按下式确定:式中:"2—浇注完毕后的铸型转数,r/min, A—辊身外半径,cm; ©浇注完毕5min〜6min后,将铸型转速调整为"3 , "3按下式确定:⑤ 浇注完毕10min〜20min后,用非接触式测温仪测量辊身内层温度, 当温度为122(TC〜128(TC时,浇入辊芯球墨铸铁铁水,铁水浇注温度为1320 。C〜1360。C;⑥ 球铁铁水浇注完毕3min〜5min后,将铸型转速调整为"4 ,〜按下 式确定:"4 = (0.7 ~ 0.9)"3 式(4)铸型在W4下旋转6min〜8min后,离心机停机,随后取出高速钢复合轧 辊进保温炉或缓冷坑。将高速钢复合轧辊置入退火炉中,加热至88(TC〜920。C保温后炉冷,硬 度小于HRC35,直接进行粗加工;然后在102(TC〜105(TC下保温3h〜5h后 空冷或雾冷,再在52(TC〜550。C下回火两次,保温时间4h〜8h,最后将轧 辊精加工至规定尺寸。轧辊材质的性能是由金相组织决定的,而轧辊的组织取决于化学成分及 热处理工艺,本发明化学成分是这样确定的:碳是形成耐磨相碳化物的基本元素,碳加入量太少导致碳化物数量少,式(2)"3 = (0.7 ~ 0.9)"式(3)
影响耐磨性,碳加入量过多会增大材料的脆性。而热轧辊工作时与温度高达IOO(TC多的轧件相接触,轧辊表面最高温度超过500°C ,且接着受高压水的 冷却。因此若碳含量过高,增大了轧辊表面出现龟裂的危险,最终将导致轧 辊的破裂,综合考虑将辊身高速钢的碳含量控制在1. 8%〜2. 8%。钼在高速钢中部分形成碳化物,有利于提高高速钢轧辊硬度并改善其耐 磨性;部分进入基体,有利于提高高速钢轧辊的淬透性和红硬性,确保高速 钢轧辊在高温环境下具有优异的耐磨性。钼增大高速钢的脱碳敏感性,对高 速钢的晶粒变粗也有较高的敏感性,综合考虑将钼含量控制在4. 0%〜8. 01钒在高速钢中主要形成稳定碳化物,溶解在固溶体中的VC,可提高钢的 二次硬化能力,保留的碳化物(VC)显微硬度高,可提高高速钢的耐磨性, 它的分布是孤立块状,对基体割裂小,有利于提高钢的韧性。但钒含量超过 8%以后,钢中出现M3C型碳化物,其硬度迅速下降,不利于提高耐磨性,故 钒含量控制在3. 0%〜7. 0%。由于高速钢轧辊中含有较多的钒元素,钒元素及其形成的碳化物的密度 比铁小,在普通离心铸造条件下,高速钢轧辊中钒元素偏析严重,外层钒含 量低,而内层钒含量高,严重影响高速钢轧辊的耐磨性。为防止VC偏析, 采取添加铌元素,可以生成密度较大的MC型复合碳化物(V、 Nb系碳化物), 其密度与钢水密度相接近,使VC减少,可有效控制离心铸造高速钢轧辊的 碳化物偏析,提高高速钢轧辊的耐磨性。但铌提高钢的淬火温度,降低二次 硬度峰值出现的温度,因此铌含量控制在1. 5%〜4. 0%较合理。铬在高速钢中部分存在于碳化物中,还有40。/。左右存在于i体中。含铬 的M23G;型碳化物在较低的淬火温度下便完全溶解,使高速钢产生较高的淬 硬性和淬透能力,铬还可以改善轧辊的抗氧化性能。含量过高,多余的铬参 与回火时沉淀析出的碳化物的形成,这种含铬碳化物在较低温度时容易析 出,降低了高速钢的热稳定性。综合考虑将铬含量控制在6.0%〜12.0%。
高速钢轧辊中加入适量的稀土、钛、氮、钾,主要是为了净化钢液,细 化组织,改善碳化物的形态和分布,从而达到提高高速钢强韧性和耐磨性的 目的。高速钢轧辊的性能还与铸造方法及其热处理工艺有关。在普通重力铸造轧辊中,轧辊是靠冒口的重力和体积来补缩,形成轧辊 自下而上的顺序凝固。而采用离心铸造方法制造轧辊时,靠离心力的作用,' 将浇道中的金属液从旋转中心甩向轧辊外缘进行补縮,轧辊有较高的工艺成 品率,能大幅度节约金属,降低成本。此外,离心力的作用可加剧铸型内金 属的运动,造成凝固由外向内顺序凝固。金属液的运动也有助于树枝状晶的 破碎和细化。在离心补縮压力推动下,金属液体也能克服晶粒间"隧道"的 阻力进行补縮,提高轧辊致密度。正因为离心铸造具有如此多的优点,因此 高速钢复合轧辊采用离心铸造方法制造。离心铸造中,为了解决轧辊开裂难题,主要从两方面着手, 一方面是选 择铸型涂料。高速钢轧辊铸造产生裂纹主要是铸型涂料层厚度薄,高速钢轧 辊的凝固外壳产生急冷,外壳的内应力增大,在离心力作用下,外壳易出现破裂。当涂料层厚度过厚(大于3.0mm时),涂料层易发生起皮、开裂现象,轧辊更易出现裂纹。本发明采用双层涂料,底层为隔热层,面层为耐火层, 效果很好。另一方面,离心机转数过高,使离心力增大,也促使高速钢轧辊铸造产 生裂纹。但是离心机转数过低,轧辊组织疏松,对轧辊的力学性能和使用效 果带来不良影响。本发明在轧辊浇k初期采用高转速,在轧辊浇注末期,特 别是填充辊芯球墨铸铁铁水后,降低转速,解决了铸造高速钢轧辊开裂难题。本发明高速钢轧辊退火主要是为了软化组织,改善加工性能。淬火目的 是为了获得高硬度的马氏体组织,提高高速钢轧辊耐磨性。淬火温度过高时,将会促使轧辊芯部的球墨铸铁组织粗化,损害轧辊强度。在1020〜105G°C 加热淬火,外层可获得高硬度的马氏体组织,对内层球墨铸铁性能影响不大, 高速钢复合轧辊可以获得良好的综合性能。高速钢轧辊回火的目的为了消除 淬火应力和稳定组织。本发明高速钢复合轧辊与现有技术相比具有如下特点:① 用本发明制造高速钢复合轧辊生产工艺简单,效率高,轧辊辊身的金相组织中含有18.3%〜27.5%的高硬度碳化物,导致轧辊硬度高,达到 HRC64〜67,耐磨性好。用于热轧带钢精轧机前架,高速钢轧辊一个轧制单 元(2小时)的磨损量为0.018〜0.022mm,而高镍铬无限冷硬轧辊的平均磨 损量为0. 093mm,高速钢轧辊的耐磨性是高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的4. 23〜 5. 17倍;在棒材轧机精轧机架轧制小12mm螺纹钢,高速钢复合轧辊的磨损 量为1. 19〜1.44rnrn/1000吨钢,而高铬铸铁轧辊的平均磨损量为 14.36rnrn/1000吨钢,高速钢轧辊的耐磨性是高铬铸铁轧辊的9.97〜12.07 倍。② 用本发明制造的高速钢复合轧辊,由于铸型采用了双层涂料,且在 铸造成形过程中采用了铸型转速断续变换,轧辊铸造中无裂纹出现。③ 本发明制造的高速钢复合轧辊,辊身高速钢材质中加入铌元素,形 成V、 Nb系复合碳化物,明显减轻了轧辊的元素偏析,并用稀土一钛一氮一 钾复合变质处理,明显改善了碳化物的形态和分布,细化了基体组织,使材 料韧性明显提高,冲击韧性达到11. 7〜13. 2J/cm2。④ 本发明制造的高速钢复合轧辊,辊芯强度大于580MPa,轧辊使用中 无断fi现象出现;轧辊使用过程中无剥落、裂纹、i占钢现象产生,明显改善 了轧材表面质量,减轻了工人劳动强度,提高了轧钢设备生产作业率。具体实施方式下面结合发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。 实施例l- 本实施例的高速钢复合轧辊。其外径为O370mm,轧辊辊身厚度70mm, 轧辊外层单边加工量8mm,高速钢复合轧辊的辊身和辊芯分别用500kg和 1000kg中频感应电炉熔炼,其制造工艺步骤是:(1) 辊身高速钢钢水的熔炼① 将普通废钢、生铁、钼铁、铌铁和铬铁按上述成分要求混合放入炉 中加热熔化,钢水熔清后加入硅铁和锰铁',出炉前加入钒铁;② 炉前调整成分合格后将温度升至1580°C,加入占钢水重量0.23%A1 脱氧,而后出炉;③ 将含钾变质剂、含氮变质剂、稀土硅铁和钛铁破碎至粒度小于16ram 的小块,经240。C以下烘干后,置于浇包底部,用包内冲入法对钢水进行复 合变质处理。(2) 辊芯球墨铸铁铁水的熔炼① 将普通废钢、硅铁、锰铁、镍板、钼铁和铬铁按上述成分要求混合 放入炉中加热熔化,用石墨增碳;② 炉前调整成分合格后将温度升至143(TC后出炉;③ 将稀土镁球化剂破碎至粒度小于18腿的小块,经18(TC以下烘干后, 置于浇包底部,用包内冲入法对铁水进行球化处理,铁水入浇包时,加入 0. 97%的75%硅铁合金进行随流孕育处理。(3) 高速钢复合轧辊铸造成形①先将辊身高速钢钢水浇入在离心机上旋转的铸型内,钢水浇注温度 为1440。C,铸型材质是HT200,壁厚IIO咖,预热温度220。C,并^此温度 下喷刷涂料,浇注吋铸型温度137"C。铸型采用双层涂料,底层为隔热层, 其组成是:28%硅藻土粉、3%膨润土、 69%水,底层厚度0.83腿;面层为 耐火层,其组成是:65%锆英粉,2%膨润土, 3%硅溶胶和30%水,面层 厚度0. 58mm。
② 浇注初期铸型转速仏按式(1)确定,/7,为875 r/min。③ 浇注完毕后铸型转速仏按式(2)确定,&为675 r/min。④ 浇注完毕5.7min后,将铸型转速调整为仏,";为540 r/min。©浇注完毕12min后,用非接触式测温仪测量高速钢辊身内层温度, 温度为127(TC,浇入辊芯球墨铸铁铁水,铁水浇注温度为1340°C。◎球铁铁水浇注完毕4min后,将铸型转速调整为仏,仏为430 r/min。 铸型在仏下旋转7min后,离心机停机,随后取出轧辊进保温炉缓冷。(4)高速钢复合轧辊在退后炉内加热至90CTC,保温后炉冷,硬度小于 服C35,直接进行粗加工;随后在1040。C保温4h后空冷,再在540。C下回火 两次,保温时间6h,最后将轧辊精加工至规定尺寸。高速钢复合轧辊主要 成分见表l,机械性能见表2。表l髙速钢复合轧辊化学成分(重量%)<table>table see original document page 13</column></row> <table>
表2高速钢复合轧辊机械性會i<table>table see original document page 13</column></row> <table>
本发明高速钢复合轧辊外径3>350腿,轧辊辊身厚度65rrai,轧辊外层单 边加工量8mm,高速钢复合轧辊的辊身和辊芯分别用500kg和1000kg中频 感应电炉熔炼,其制造工艺步骤是:
(1) 辊身高速钢钢水的熔炼① 将普通废钢、生铁、钼铁、铌铁和铬铁按上述成分要求混合放入炉 中加热烙化,钢水熔清后加入硅铁和锰铁,出炉前加入钒铁;② 炉前调整成分合格后将温度升至1535°C,加入占钢水重量0. 18%A1 脱氧,而后出炉;③ 将含钾变质剂、含氮变质剂、稀土硅铁和钛铁破碎至粒度小于16mm 的小块,经24(TC以下烘干后,置于浇包底部,用包内冲入法对钢水进行复 合变质处理。(2) 辊芯球墨铸铁铁水的熔炼① 将普通废钢、硅铁、锰铁、镍板、钼铁和铬铁按上述成分要求混合 放入炉中加热熔化,用生铁增碳;② 炉前调整成分合格后将温度升至1445。C后出炉;③ 将稀土镁球化剂破碎至粒度小于18ram的小块,经18(TC以下烘干后, 置于浇包底部,用包内冲入法对铁水进行球化处理,铁水入浇包时,加入 1. 04%的75%硅铁合金进行随流孕育处理。(3) 高速钢复合轧辊铸造成形① 先将辊身高速钢钢水浇入在离心机上旋转的铸型内,钢水浇注温度 为1435。C,铸型材质是HT200,壁厚120mm,预热温度250。C,并在此温度 下喷刷涂料,浇注时铸型温度i4rc。铸型采用双层涂料,底层为隔热层, 其组成是:24%硅藻土粉,4%膨润土, 5%锆英粉,67%水,底层厚度0. 75咖; 面层为耐i层,其组成是:60%锆英粉、4%膨润土、 '4%硅溶胶,32%水, 面层厚度0. 58,。② 浇注初期铸型转速/7;按式(1)确定,仏为895 r/min。③ 浇注完毕后铸型转速仏按式(2)确定,&为695 r/min。©浇注完毕5.5min后,将铸型转速调整为仏,",为560 r/min。
⑤ 浇注完毕14min后,用非接触式测温仪测量高速钢辊身内层温度, 温度为123(TC,浇入辊芯球墨铸铁铁水,铁水浇注温度为1350°C。⑥ 球铁铁水浇注完毕4. 5min后,将铸型转速调整为仏,仏为450 r/min。 铸型在仏下旋转7min后,离心机停机,随后取出轧辊进缓冷坑。(4)高速钢复合轧辊在退后炉内加热至89(TC保温后炉冷,硬度小于 HRC35,直接进行粗加工;随后在1025。C保温4.5h后雾冷,再在525。C下回 火两次,保温时间7h,最后将轧辊精加工至规定尺寸。高速钢复合轧辊主 要成分见表3,机械性能见表4。表3高速钢复合轧辊化学成分(重量%)<table>table see original document page 15</column></row> <table>表4高速钢复合轧辊机械性軎l <table>table see original document page 15</column></row> <table>取本发明高速钢复合轧辊分别在热轧带钢精轧机前架和棒材轧机精轧机架上进行装机使用,分别轧制3.5mm热带钢和(H2mm螺纹钢,结果如下:用于热轧带钢精轧机前架使用时,高速钢复合轧辊一个轧制单元(2小 时)的磨损量为0.018〜0.022mm,而高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的平均磨损 量为0.093mm,高速钢轧辊的耐磨性是高镍铬无限冷硬铸.铁轧辊的4.23〜 5.17倍;在棒材轧机精轧机架使用时,高速钢复合轧辊的磨损量为1.19〜 1.44rnrn/1000吨钢,而高铬铸铁轧辊的平均磨损量为14. 36mmZl000吨钢,
高速钢轧辊的耐磨性是高铬铸铁轧辊的9. 97〜12. 07倍。本发明高速钢复合 轧辊,辊芯强度高,轧辊使用中无断辊现象出现。轧辊使用过程中亦无剥落、 裂纹、粘钢现象产生,明显改善了轧材表面质量,减轻了工人劳动强度,提 高了轧钢设备生产作业率,具有很好的经济效益。

Claims (4)

1、一种高速钢复合轧辊,由辊身和辊芯组成;其特征在于: 辊身材料是高碳高速钢,主要含有下列重量百分比的化学成分:C,1.8~2.8;Mo,4.0~8.0;V,3.0~7.0;Nb,1.5~4.0;Cr,6.0~12.0;RE,0.1~0.25;Ti,0.15~0.40;N,0.08~0.20;K,0.06~0.18;Si<2.0;Mn<2.0;S<0.05;P<0.05;余量为Fe和不可检测的微量杂质; 辊芯材料是高强度球墨铸铁,主要含有下列重量百分比的化学成分:C,3.2~3.6;Si,1.8~2.4;Mn,0.4~0.8;Ni,0.3~1.2;Cr,0.3~0.8;Mo,0.2~0.5;Mg,0.03~0.08;RE,0.05~0.14;P<0.08;S<0.03;余量为Fe和不可检测的微量杂质。
2、 权利要求1所述的高速钢复合轧辊的制造方法,其特征在于,该方 法将辊身和辊芯分别用电炉熔炼,采用离心铸造方法复合成形,其工艺步骤 是:1) 辊身高碳高速钢的钢水熔炼① 将普通废钢、生铁、钼铁、铌铁和铬铁按权利要求1的辊身成分要 求混合放入炉中加热熔化,钢水熔清后加入硅铁和锰铁,出炉前加入钒铁;② 炉前调整成分合格后将温度升至152(TC〜160(TC,加入占钢水重量 0.10%〜0. 30%的Al脱氧,而后出炉;③ 将含钾变质剂、含氮变质剂、稀土硅铁和钛铁破碎至粒度小于16mm 的小块,经24(TC以下烘干后,置于浇包底部,用包内冲入法对钢水进行复 合变质处理;2) 辊芯高强度球墨铸铁的铁水熔炼① 将普通废钢、硅铁、锰铁、镍板、钼铁和铬铁按权利要求1的辊芯 成分要求混合放入炉中加热熔化,用石墨或生铁增碳;② 炉前调整成分合格后将温度升至142(TC〜145(TC后出炉; ◎将稀土镁球化剂破碎至粒度小于18mm的小块,经18(TC以下烘千后, 置于浇包底部,用包内冲入法对铁水进行球化处理,铁水入浇包时,加入 0. 8%〜1. 2%的75%硅铁合金进行随流孕育处理;3)轧辊用离心铸造方法复合而成的工艺步骤是:① 先将高碳高速钢钢水浇入在离心机上旋转的铸型内,钢水浇注温度 为1420°C〜1450°C,铸型材质是HT200,壁厚80mm〜200mm,预热温度大于 200°C,并在此温度下喷刷涂料,浇注时铸型温度不低于120°C;铸型采用 双层涂料,底层为隔热层,面层为耐火层,涂料总厚度小于2mm;② 浇注初期铸型转速";按下式确定: 552义"「7^r" 式(i)式中:"i一浇注初期的铸型转数,r/min, ;r一高碳高速钢溶液密度, g/cm3, r一辊身内半径,cm, -一调整系数,高碳高速钢为L4〜1.6; ◎浇注完毕后铸型转速"2按下式确定:式中:"2—浇注完毕后的铸型转数r/min, A—辊身外半径cm;④ 浇注完毕5min〜6rain后,将铸型转速调整为"3 , "3按下式确定: "3 =(0.7〜0.9)"2 式(3)⑤ 浇注完毕10min〜20min后,用非接触式测温仪测量辊身内层温度, 当温度为1220。C〜1280。C时,浇入辊芯球墨铸铁铁水,铁水浇注温度为1320 。C〜1360。C;⑥ 球铁铁水浇注完毕3min〜5min后,将铸型转速调整为"4 , "4按下 式确定-"4 = (0.7 ~ 0.9)"3 式(4) 铸型在W4下旋转6min〜8min后,离心机停机,随后取出高速钢复合轧 辊进保温炉或缓冷坑;高速钢复合轧辊在退火炉中加热至88(TC〜92(TC保温后炉冷,直接进行 粗加工;然后在1020。C〜1050。C下保温3h〜5h后空冷或雾冷,再在520°C〜 55(TC下回火两次,保温时间4h〜8h,最后将轧辊精加工至规定尺寸。
3. 如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的隔热层其组成的重 量百分比是:硅藻土粉,20%〜30%;膨润土, 2%〜5%;锆英粉,0〜6%,其余 是水。
4. 如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的耐火层其组成的重 量百分比是:锆英粉,58%〜68%;膨润土, 1%〜5%;硅溶胶,2%〜5%;其余 是水。
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Assignor: Zhengzhou Institute of Aeronautical Industry Management

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Denomination of invention: Compound high speed steel roll and its making process

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License type: Exclusive License

Open date: 20061018

Record date: 20120401

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Granted publication date: 20080220

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