CN101314180A - 一种轨梁轧机用冷作模具钢辊环离心复合铸造技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨梁轧机用冷作模具钢辊环离心复合铸造技术，化学成分是(重量％)：外层成分C 1.2～2.0、P＜0.05、Si＜1.0、S＜0.05、Mn＜1.0、Ni＜1.0、Cr 10～15、Mo 0.1～1.0、V 0.1～1.5、其余为Fe；芯部成分C 1.2～3.0、P＜0.05、Si 1.0～3.0、S＜0.05、Mn 0.5～2.0、Cr＜1.0、Ni＜1.0、Mo＜1.0、其余为Fe。本发明采用离心铸造技术制造用于各类轨梁轧机的冷作模具钢辊环，在外层获得高耐磨性的同时，芯部采用高强韧性的石墨钢，设计合理的浇注参数匹配保证冷作模具钢和芯部的良好结合，和原有的锻造法生产的产品相比使用效果相当，但制造成本低，性价比远高于锻造生产方法，本发明实现以铸代锻，符合产业发展方向。

Description

一种轨梁轧机用冷作模具钢辊环离心复合铸造技术

技术领域

本发明涉及一种辊环离心复合铸造技术，尤其是一种轨梁轧机用冷作模具钢辊环离心复合铸造技术。

背景技术

目前用于各类轨梁轧机的冷作模具钢辊环通常采用锻造工艺，由于锻造过程中温度区间较窄，锻造难度很大，锻造过程中很容易发生裂纹致废，技术和经济上均不合理。

发明内容

本发明的目的为克服上述不足之处，改锻造为铸造，提供一种轨梁轧机用冷作模具钢辊环离心复合铸造技术。

本发明采用的技术方案是：

轨梁轧机用冷作模具钢辊环的化学成分是(重量％)：

(1)、外层成分：

C  1.2～2.0、     P＜0.05、    Si＜1.0、    S＜0.05、

Mn＜1.0、         Ni＜1.0、    Cr 10～15、  Mo 0.1～1.0、

V 0.1～1.5、      其余为Fe；

(2)、芯部成分：

C  1.2～3.0、       P＜0.05、    Si  1.0～3.0、  S＜0.05、

Mn 0.5～2.0  、     Cr＜1.0、    Ni＜1.0、    Mo＜1.0、

其余为Fe；

轨梁轧机用冷作模具钢辊环的制造工艺步骤是：

(1)、将外层、芯部原料按上述成分要求分别放入两台电炉同时加热熔化；

(2)、炉前调整成分合格后将温度升至1520℃～1650℃，加入占钢水质量0.5％～1.5％的Al脱氧和合金化，而后出炉；

(3)、辊环用离心铸造方法成型，离心机转数选择为300rpm～1000rpm；

(4)、外层钢水浇注温度1420℃-1550℃，钢水浇注速度5.0kg/s～50kg/s；

(5)、芯部钢水浇注温度1420℃-1550℃，钢水浇注速度5.0kg/s～50kg/s；

(6)、内、外层浇注时间间隔以外层出现固相线后迅速填芯；

(7)、钢水浇注完毕20min～100min离心机停机，将辊环从铸型中取出，入保温槽保温；

(8)、采用三段热处理工艺，球化退火850-900℃保温10-20小时进行奥氏体化，700-800℃等温球化保温12-24小时；

(9)、粗加工后正火处理：1000-1150℃保温6-12小时，雾冷加风冷冷却到500-600℃进行回火保温，保温时间为12-24小时；

(10)、然后进行精加工，得到尺寸精度和表面光洁度符合要求的辊环。

本发明采用离心铸造技术制造用于各类轨梁轧机的冷作模具钢辊环，和原有的锻造法生产的产品相比使用效果相当，但是本发明制造成本低，性价比远高于锻造生产方法。利用离心复合铸造技术在外层获得高耐磨性的同时，芯部采用高强韧性的石墨钢，设计合理的浇注参数匹配保证冷作模具钢和芯部的良好结合，从而实现在各类轨梁轧机上的应用。在鞍钢大型轨梁轧矫直机上应用，实现单次过钢量为5万吨以上，达到锻造冷作模具钢(Cr12MoV)轧制水平，对国内大型轨梁轧机的使用奠定了良好的基础，实现以铸代锻，符合产业发展方向。

具体实施方式

实施例1

产品规格：Φ900/Φ560×274mm；

性能：工作层硬度HSD70-80、强度≥850MPa；工作层厚度≥60mm；

(一)配料：

外层成分原料用量：普通废钢299kg、生铁100kg、低硅铬铁113kg、钼铁5.5kg、钒铁3.0kg；

芯部成分原料：普通废钢509kg、生铁220kg、金属锰5.0kg、硅铁5.0kg。

(二)熔炼：

(1)、将上述成分外层、芯部原料分别加入两台电炉同时加热熔化；

(2)、炉前调整成分合格后将温度升至1630℃，加入13.5kg铝锭脱氧和合金化，而后出炉；

(3)、辊环用离心铸造方法成型，离心机转数选择为500rpm；

(4)、浇包内外层钢水温度达到1460℃-1550℃进行浇注，钢水浇注速度10kg/s～30kg/s；

(5)、芯部钢水温度达到1460℃-1550℃进行浇注，钢水浇注速度10kg/s～30kg/s；

(6)、内、外层浇注时间间隔以外层出现固相线后迅速填芯；

(7)、钢水浇注完毕30-60min离心机停机，将辊环从铸型中取出，入保温槽保温；

(8)、采用三段热处理工艺，球化退火850-900℃保温10-20小时进行奥氏体化，在700-800℃等温球化保温12-24小时；

(9)、粗加后正火处理：1000-1150℃保温6-12小时，雾冷加风冷冷却到500-600℃进行回火保温，保温时间为12-24小时；

(10)然后进行精加工，得到尺寸精度和表面光洁度符合要求的辊环。

实施例2

产品规格：Φ803/Φ460×268；

性能：工作层硬度HRC54-58、强度≥850MPa；工作层厚度≥70mm；

(一)配料：

外层成分原料用量：普通废钢299kg、生铁100kg、低硅铬铁113kg、钼铁5.5kg、钒铁3.0kg。

芯部成分原料：普通废钢379kg、生铁160kg、金属锰3.5kg、硅铁7.5kg。

(二)熔炼：

(1)、将上述成分外层、芯部原料分别由两台电炉同时熔化；

(2)、炉前调整成分合格后将温度升至1650℃，加入11kg铝锭脱氧和合金化，而后出炉；

(3)、冷作模具钢辊环用离心铸造方法成型，离心机转数选择为600rpm；

(4)、浇包内外层钢水温度达到1450℃-1550℃进行浇注，钢水浇注速度5.0kg/s～10kg/s；

(5)、芯部钢水温度达到1450℃-1550℃进行浇注，钢水浇注速度5.0kg/s～10kg/s；

(6)、内、外层浇注时间间隔以外层出现固相线后迅速填芯；

(7)、钢水浇注完毕20-60min离心机停机，将辊环从铸型中取出，入保温槽保温；

(8)、采用三段热处理工艺，球化退火850-900℃保温10-20小时进行奥氏体化，在700-800℃等温球化保温12-24小时；

(9)、粗加后正火处理：1000-1150℃保温6-12小时，雾冷加风冷冷却到500-600℃进行回火保温，保温时间为12-24小时；

(10)然后进行精加工，得到尺寸精度和表面光洁度符合要求的辊环。

实施例3

产品规格：Φ1200/Φ750×110；

性能：工作层硬度HRC54-58、强度≥850MPa；工作层厚度≥50mm；

(一)配料：

外层成分原料用量：普通废钢398kg、生铁240kg、低硅铬铁151kg、钼铁7.0kg、钒铁4.0kg。

芯部成分原料：普通废钢807kg、生铁350kg、金属锰7.5kg、硅铁15.5kg。

(二)熔炼

(1)、将上述成分外层、芯部原料分别由两台电炉同时熔化；

(2)、炉前调整成分合格后将温度升至1620℃，加入20kg铝锭脱氧和合金化，而后出炉；

(3)、冷作模具钢辊环用离心铸造方法成型，离心机转数选择为480rpm；

(4)、浇包内外层钢水温度达到1450℃-1550℃进行浇注，钢水浇注速度30kg/s～50kg/s；

(5)、芯部钢水温度达到1450℃-1550℃进行浇注，钢水浇注速度30kg/s～50kg/s；

(6)、内、外层浇注时间间隔以外层出现固相线后迅速填芯。

(7)、钢水浇注完毕40-80min离心机停机，将辊环从铸型中取出，入保温槽保温；

(8)、采用三段热处理工艺，球化退火850-900℃保温10-20小时进行奥氏体化，在700-800℃等温球化保温12-24小时；

(9)、粗加后正火处理：1000-1150℃保温6-12小时，雾冷加风冷冷却到500-600℃进行回火保温，保温时间为12-24小时；

(10)然后进行精加工，得到尺寸精度和表面光洁度符合要求的辊环。

Claims (1)

1、一种轨梁轧机用冷作模具钢辊环离心复合铸造技术，其特征在于：该辊环的化学成分是(重量％)：

(1)、外层成分：

C 1.2～2.0、   P＜0.05、    Si＜1.0、      S＜0.05、

Mn＜1.0、      Ni＜1.0、    Cr 10～15、    Mo 0.1～1.0、

V 0.1～1.5、   其余为Fe；

(2)芯部成分：

C 1.2～3.0、   P＜0.05、    Si 1.0～3.0、  S＜0.05、

Mn 0.5～2.0、  Cr＜1.0、    Ni＜1.0、      Mo＜1.0、

其余为Fe；

所述辊环制造工艺步骤是：

(1)、将外层、芯部原料按上述成分要求分别放入两台电炉同时加热熔化；

(2)、炉前调整成分合格后将温度升至1520℃～1650℃，加入占钢水质量0.5％～1.5％的Al脱氧和合金化，而后出炉；

(3)、辊环用离心铸造方法成型，离心机转数选择为300rpm～1000rpm；

(4)、外层钢水浇注温度1420℃-1550℃，钢水浇注速度5.0kg/s～50kg/s；

(5)、芯部钢水浇注温度1420℃-1550℃，钢水浇注速度5.0kg/s～50kg/s；

(6)、内、外层浇注时间间隔以外层出现固相线后迅速填芯；

(7)、钢水浇注完毕20min～100min离心机停机，将辊环从铸型中取出，入保温槽保温；

(8)、采用三段热处理工艺，球化退火在850-900℃保温10-20小时进行奥氏体化，在700-800℃等温球化保温12-24小时；

(9)、粗加工后正火处理：1000-1150℃保温6-12小时，雾冷加风冷冷却到500-600℃进行回火保温，保温时间为12-24小时；

(10)、然后进行精加工，得到尺寸精度和表面光洁度符合要求的辊环。