CN101831590B - 高硼低合金高速钢轧辊及其制造方法 - Google Patents

高硼低合金高速钢轧辊及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高硼低合金高速钢轧辊及其制造方法,该轧辊由辊身(1)和辊芯(2)两部分组成,轧辊辊身化学组成成分是(质量分数,%):C:0.32~0.55%、B:1.42~2.13%、Cr:5.2~6.5%、W:2.5~4.5%、V:1.6~1.8%、Nb:0.5~1.0%、Si:0.3~1.0%、Mn:0.3~1.0%、Ti:0.10~0.20%、N:0.05~0.12%、Y:0.04~0.12%、Mg:0.08~0.15%、P<0.04%、S<0.04%,余量为Fe。本发明制得的轧辊具有硬度高、淬透层深、耐磨性和抗热疲劳性能好等特点,在热轧钢生产中具有良好的使用效果。

Description

高硼低合金高速钢轧辊及其制造方法
技术领域
[0001] 本发明属于轧钢技术领域,涉及一种轧辊的制造方法,特别涉及一种高硼低合金 高速钢轧辊及其制造方法。
背景技术
[0002] 随着现代轧钢工业的快速发展,钢厂对轧辊的需求量越来越大,对轧辊性能的要 求越来越高,半钢轧辊、高镍铬无限冷硬铸铁轧辊和高铬铸铁轧辊具有优良的使用性能,得 到了广泛应用。但是,半钢轧辊中因合金碳化物数量较少,轧辊硬度低,用于磨损严酷的热 轧精轧机组上,轧辊磨损大,消耗多。由于高镍铬无限冷硬铸铁轧辊中,碳化物以M3C型为 主,且碳化物呈连续网状分布,因此轧辊耐磨性还有待进一步提高。高铬铸铁轧辊中,由于 铬元素的大量加入,使碳化物由连续网状分布的M3C型,转变为断续状分布的M7C3型,且碳 化物硬度提高,促进了轧辊耐磨性的提高。但是高铬铸铁轧辊因铬元素的大量加入,轧辊导 热性能差,铸造和热处理过程中,轧辊易开裂,轧辊废品率较高。另外,为了改善高铬铸铁轧 辊的淬透性,还需要加入一定数量我国稀缺的镍元素,在一定程度上影响了这类轧辊的推 广使用。
[0003] 高速钢轧辊是在高速工具钢基础上,通过提高碳、钒含量,从而增加高硬度MC型 碳化物数量而发展起来的一类新型轧辊材料,这类轧辊具有良好的热稳定性和抗高温耐磨 性,应用于轧辊生产中,具有良好的使用效果。中国发明专利CN101225500公开了一种轧辊 用高钼高钒微偏析铸造高速钢。其具体化学成分如下(wt%) =C 1.2〜2.8%,Si 0.2〜 1. 0%, Mn 0. 2 〜1. 0%, Ni 0. 3 〜1. 2%, Cr 3. 0 〜6. 0%, Mo 5. 0 〜10. 0%, V 5. 0 〜 12. 0%, Al 0. 1〜0. 7%,P彡0. 025%, S彡0. 025%,其余为铁。该发明特点是在高速钢 中增加Mo、V含量来替代传统轧辊用高速钢中的W元素,以减少重元素W在离心铸造时造 成的比重偏析,从而使轧辊径向性能均勻,提高使用稳定性。该发明涉及的高钼高钒高速 钢具有铸造偏析小,硬度高,耐磨性强,红硬性好,强韧性优等特点,但该轧辊中含有较多的 钼和钒,导致轧辊生产成本高,且轧辊碳含量较高,基体抗热疲劳性能差。中国发明专利 CN100999804还公开了一种高碳高钨高速钢轧辊及其制备方法该发明中高碳高钨高速钢 轧辊含有:碳2. 0%〜3. 0%,钨6. 0%〜18. 0%,钒2. 0%〜4. 0%,钼1. 0%〜3. 0%,铬 3. 0%〜9. 0%,硅小于1. 2%,锰小于1. 2% ;制成的该高碳高钨高速钢轧辊含有钒、钨系的 MC型复合碳化物。该发明中高碳高钨高速钢轧辊的离心铸型施加0. 05T〜0. 25T的稳恒 磁场,并以600-1800转/分钟转速旋转至成型。由于钨含量高,轧辊偏析严重,因此铸造过 程中需要加入稳恒磁场用于减轻元素偏析,导致设备复杂;含钨碳化物组织粗大,轧辊强度 和韧性低;轧辊碳含量较高,基体抗热疲劳性能差。中国发明专利CN1631565也公开了高 钒高速钢复合轧辊及生产工艺,轧辊分为辊芯和轧辊耐磨层,辊芯采用韧性较好的低合金 钢或中碳钢材料制作,轧辊耐磨层采用高钒高速钢材料,该高钒高速钢的主要元素含量为: C :1. 8-3. 5%,V :7-12%,Cr :4_5%、Mo :2_4%、Ni :0· 5-1. 5%,余量为铁。其生产工艺为: 辊芯与轧辊耐磨层通过感应加热顺序凝固结晶方法复合熔铸为一体。该发明轧辊的钒含量
3高,导致轧辊生产成本高,且含钒碳化物密度低,在离心铸造条件下,偏析严重,含钒碳化物 主要富集于轧辊内表面,不利于改善轧辊耐磨性,因此,不宜采用离心铸造方法成形,采用 其他方法成形,设备复杂,轧辊质量的稳定性较差。
[0004] 美国专利US6095957公开了一种离心铸造高速钢轧辊制造方法,其主要成分如 下:2. 4-2. 9% C, < 1% Si, < 1% Mn, 12-18% Cr, 3-9% Mo, 3-8% V 和 0. 5-4% Nb,余量为 Fe。这种高速钢轧辊由于铬含量过高,碳化物以M7C3为主,不利于明显提高轧辊耐磨性,另 外,轧辊中碳含量较高,基体抗热疲劳性能差。日本专利JP5305312-A公开了一种离心铸 造高速钢复合轧辊制造方法,外层采用高速钢,其化学组成如下:1. 5-3. 5% C,< 1. 5% Si, < 1. 2% Mn, 5. 5-12. 0% Cr, 2. 0-8. 0%Mo,3. 0-10. 0% V,0. 6-7. 0% Nb, 1-10. 0% Co, 2. 0% Cu, 1.0% W,2.0% Ti,2.0% Zr,0. 1% B,余量Fe。为了减轻偏析,将钨含量控制在1.0%, 为了改善高温耐磨性,加入了价格昂贵的钴合金,成本高。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于解决现有高速钢轧辊存在的不足,提供高硼低合金高速钢轧辊 及其制造方法。在高速钢轧辊中,通过采取提高硼含量、减少碳含量手段,加入适量硼元素 用于改善轧辊的淬透性和淬硬性,同时通过热处理获得板条马氏体基体,以改善轧辊的抗 热疲劳性能。另外,加入钛、铌、氮、钇和镁等合金元素,改善硼化物的形态和分布,提高高硼 低合金高速钢的强度和韧性。硼的加入可生成高硬度硼化物,有利于改善轧辊耐磨性,因此 可减少高速钢轧辊中钨、钼、钒、钴、镍等贵重合金元素加入量,促进轧辊生产成本的下降。
[0006] 实现本发明目的的技术方案是:本发明包括辊身和辊芯两部分组成,辊身化学组 成质量百分比为:C :0. 32 〜0. 55%,B :1. 42 〜2. 13%,Cr :5. 2 〜6. 5%,W :2. 5 〜4. 5%、 V :1. 6 〜1. 8%,Nb :0. 5 〜1. 0%,Si :0. 3 〜1. 0%,Μη :0. 3 〜1. 0%,Ti :0. 10 〜0. 20%, N :0. 05 〜0. 12%, Y :0. 04 〜0. 12%, Mg :0. 08 〜0. 15%, P < 0. 04%, S < 0. 04%,余量 为Fe。
[0007] 上述高硼低合金高速钢轧辊,所述辊身(1)化学组成中B的质量百分比计算式为: B%= 0. 15V% +0. 30(Ti% +Nb% )+1· 0 〜1. 5%。
[0008] 上述高硼低合金高速钢轧辊的制造方法,所述工艺步骤为:
[0009] 1)轧辊辊身用电炉熔炼,用离心铸造方法浇注,其工艺步骤是:
[0010] ①先将普通废钢、铬铁和钨铁混合加热熔化,钢水熔清后加入硅铁和锰铁;
[0011] ②炉前调整成分合格后将温度升至1500〜1540°C,加铝脱氧,而后依次加入铌 铁、钒铁、硼铁和钛铁,当钢水升温至1550〜1600°C时出炉;
[0012] ③将含氮铬铁或含氮锰铁、钇基稀土镁合金破碎至粒度8〜12mm的小块,经 150〜180°C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;
[0013] ④用离心铸造方法浇注轧辊辊身,钢水浇注温度1420〜1460°C ;
[0014] 2)辊身浇注完毕后,可采用以下两种方法的一种制成轧辊:
[0015] ①直接采用球墨铸铁熔液充填辊芯;
[0016] ②辊身浇注完毕后直接凝固成辊套,辊套经机械加工和热处理后,与铸钢或锻钢 辊芯机械组装成整体轧辊;
[0017] 3)制得的轧辊或辊套进行退火处理,退火加热温度至860〜900°C,保温时间6〜10h,炉冷至550〜60(TC后,空冷至室温,然后进行粗加工;
[0018] 4)粗加工后的轧辊或辊套加热至950〜1015°C,保温4〜8h后,喷水雾冷却辊 而;当辊面温度低于400°C,重新加热至500〜550°C,保温6〜12h后空冷;当辊面温度低 于300°C,重新加热至480〜520°C,保温6〜12h后,炉冷至150〜200°C,然后空气冷却至 室温,最后精加工至规定尺寸和精度。
[0019] 轧辊的性能是由金相组织决定的,而一定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:
[0020] 硼:硼在金属材料中的存在形式有几种:(a)形成以硼为主的化合物;(b)部分置 换碳化物中碳的位置进入碳化物中;(c)以间隙式或置换式原子的形式溶入固溶体中。在 硼的浓度允许的条件下,硼将与金属元素按以下顺序形成相应的硼化物:
[0021] Ti、Zr、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn (Fe)、Co
[0022] —
[0023] 形成硼化物倾向逐渐减弱
[0024] 故硼加入普通高速钢中,除了进入M6C和MC型碳化物中,形成M6(C,B)和M(C, B)型碳化物外,硼易与钢中的钒形成B2V3化合物,B2V3相是四方晶格类型,晶格常数a = 0. 5746nm, c = 0. 3032nm,显微硬度2280HV,呈孤立状分布于基体中,有利于改善轧辊耐磨 性。此外,由于硼的原子半径0. 097nm大于碳的原子半径0. 077nm,固溶一个硼原子比固溶 一个碳原子更易引起晶格畸变,从而硼的溶入大大强化了高速钢回火马氏体基体,有利于 提高马氏体硬度并改善耐磨性。硼元素的加入还有利于提高高速钢淬透性,但它受钢中碳 含量的影响:
[0025] Fb = 1+1. 88(0. 99-C)式(a)
[0026] 式中(a)Fb-高速钢中的淬透性系数;C-高速钢中碳含量的质量百分数。由式(a) 可知,当高速钢中碳含量超过0. 99%时,硼增加钢淬透性的作用将完全消失,并随着碳含量 的增加,淬透性反而下降,因此硼加入高速钢轧辊后,其碳含量应该下降至0. 99%以下。但 是,硼加入量过多,易形成过多网状分布的Fe2(B,C)化合物,降低轧辊的强度和韧性,因此 合适的硼含量应控制在1. 42〜2. 13%,且硼加入量与钒、钛和铌加入量有关,其关系为: B%= 0. 15V% +0. 30(Ti% +Nb% )+1· 0 〜1. 5%。
[0027] 碳:加入高速钢中的碳,部分与铬、钨、钒等合金元素结合,形成碳化物,有利于改 善轧辊耐磨性,部分进入基体,提高基体淬透性和淬硬性,但碳含量过多,基体中固溶的碳 增多,基体抗热疲劳性能下降,轧辊使用中易出现龟裂,增加轧辊磨削量,龟裂严重时轧辊 易发生剥落甚至开裂,合适的碳含量宜控制在0. 32〜0. 55%。
[0028] 铬:铬在高速钢中部分存在于M6C型碳化物中,也能够形成M23C6型碳化物,M23C6 能在较低的淬火温度下完全溶解,使固溶体达到碳铬饱和,而不影响晶粒尺寸。铬还能促 使奥氏体中的M6C更完全地溶解,从而提高高速钢的淬硬性和和淬透能力。此外,高速钢在 450〜525°C回火时,一部分铬从马氏体中析出,促进弥散硬化,另一部分铬保留在α固溶 体中,以阻止加热到较高温度时软化,加入3〜4%铬可以得到稍高的二次硬度。铬在高速 钢中还可以减少氧化。铬含量过高,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,降低高速钢的热稳定性。另外,高速钢轧辊中,铬增加M7C3 型碳化物数量,降低MC型碳化物数量,对耐磨性是不利的。含铬量低的轧辊,由于基体优先磨损和轧材粘附在辊表面的缘故,使用中辊表面易变得粗糙,增大了轧制摩擦系数和轧制 力。增加铬含量,使轧辊中含有一定数量的M7C3型碳化物,对改善辊面抗粗糙性,降低轧制 力是有益的。铬含量提高,还有利于改善高速钢轧辊的抗热冲击能力。因此,高速钢轧辊中 合适的铬含量是5. 2〜6.5%。
[0029] 钒:钒加入高速钢轧辊中部分与碳结合,形成高硬度的MC型碳化物,部分与硼结 合,形成显微硬度2280HV的B2V3硼化物,有利于改善高速钢轧辊耐磨性。钒加入量过多,增 加轧辊生产成本,合适的加入量宜控制在1. 6〜1. 8%。
[0030] 钨:高速钢轧辊中钨的主要作用是提高红硬性,改善轧辊抗高温磨损性能,钨主要 以Fe4W2C及少量W2C的形式存在。淬火加热时,一部分Fe4W2C溶入奥氏体,淬火后存在于马 氏体中。钨原子与碳原子的结合力较强,能提高回火马氏体的分解温度,钨原子半径大,能 提高铁的自扩散激活能,提高钢的回火温度,使高速钢的马氏体加热到600〜625°C时还比 较稳定。回火过程中有一部分以W2C的形式弥散析出,造成二次硬化。淬火加热过程中未 溶解的Fe4W2C能阻止高温下奥氏体晶粒长大。由上可见,钨量增加,可提高钢的红硬性及减 少热过敏性,但钨太高会增加碳化物的不均勻性,增大钢的脆性,此外钨元素的密度高,在 离心力作用下易产生偏析,综合考虑将钨含量控制在2. 5〜4. 5%。
[0031] 铌:高速钢轧辊中加铌的主要目的,其一是加铌可防止VC在离心铸造过程中产生 偏析,因铌元素的加入可生成密度较大的MC型复合碳化物(V、Nb系碳化物),提高MC型 碳化物密度,其密度与钢水密度相接近,使VC减少,有效地控制了离心铸造高速钢轧辊中 VC偏析,从而可提高高速钢轧辊的耐磨性。其二是铌的加入易与碳、氮形成高熔点的碳化 物、氮化物和碳、氮化合物,有利于细化高速钢轧辊组织,提高高速钢轧辊的强度和韧性。其 三是铌还可以提高Ms点的温度,使淬火后残留奥氏体量减少,从而减少钢的回火次数。因 铌提高钢的淬火温度,降低了二次硬度峰值出现的温度,综合考虑,将铌含量控制在0. 5〜 1. 0%。
[0032] 硅和锰:高速钢轧辊中加入少量硅和锰可起脱氧作用,但加入量都不能太多,其中 硅含量过高,主要固溶于基体,降低基体抗热疲劳性能,轧辊使用中易出现龟裂,严重时易 出现剥落,而锰含量过高,轧辊组织粗大,铸造时易出现热裂,且锰含量过高,淬火组织中残 留奥氏体增加,轧辊淬硬性下降,合适硅含量宜控制在0.3〜1.0%、锰含量宜控制在0.3〜 1. 0%。
[0033] 氮:氮可提高钢的二次硬化性、红硬性,细化晶粒,提高钢的强度和韧性,加入量过 多,轧辊组织中易出现气孔,合适的氮加入量宜控制在0. 05〜0. 12%。
[0034] 钛:加入钛的目的,主要是为了细化晶粒,促进硼化物的断网和孤立分布,提高含 硼高速钢轧辊的强度和韧性,加入量过多,细化凝固组织的作用不明显,反而降低基体组织 中碳含量,降低轧辊淬硬性和淬透性,合适的加入量宜控制在0. 10〜0. 20%。
[0035] 镁:镁是强脱氧、脱硫元素,同时也是强成分过冷元素,在高硼低合金高速钢轧辊 中加入适量镁,有利于碳化物和硼化物的断网和孤立分布,从而提高高速钢轧辊的强度和 韧性,合适的加入量宜控制在0. 08〜0. 15%。
[0036] 钇:稀土熔点低,原子半径大,是钢铁合金中的强成分过冷元素,由于其平衡常数 Ko远小于1,在凝固过程中通过溶质再分配而富集在初生奥氏体生长前沿的溶体中,造成 成分过冷,使奥氏体枝晶细化。由于奥氏体枝晶的细化,在凝固后期,在奥氏体枝晶间由于
6偏析而形成的共晶钢液溶池变小,从而共晶碳化物和硼化物也得到细化,提高高速钢轧辊 的强韧性、抗氧化性和耐磨性。加稀土的副作用是带来夹杂,为了既能充分发挥稀土的有益 作用,又能克服上述副作用,采用钇基重稀土取代常用的铈基轻稀土。采用钇基重稀土可获 得密度较小的脱氧、脱硫产物,以利于其上浮,铈稀土的脱氧、脱硫产物以Ce2O2S计,其密度 为6. 00g/cm3,钇稀土的脱氧、脱硫产物以Y2O2S计,密度为4. 25g/cm3,按Stokes公式计算夹 杂物的上浮速度V为[李庆春主编,铸件形成理论基础,北京:机械工业出版社,1982]:
[0037]
Figure CN101831590BD00071
[0038] 式(b)中:V-夹杂物上浮速度,cm/s ;g-重力加速度,cm/s2 ;r_夹杂物半径,cm ; P 金属液体的密度,g/cm3 ; P※-夹杂物的密度,g/cm3 ; η -液体的动力粘度,g/cm. S。可
见后者的上浮速度较前者增大1倍,这是使用钇稀土获得洁净组织对高速钢污染少的重要 原因。Y的加入量0.04〜0. 12%时,效果较好。
[0039] 硫和磷:硫、磷在高速钢中多以低熔点夹杂物的形式聚集于晶界,在高温加热过程 中易出现局部熔化,降低钢的强度和塑性,因此高速钢中的硫、磷含量应严格控制,规定硫 含量< 0. 04%,磷含量< 0. 04%。
[0040] 本发明具有以下特点:1)本发明轧辊不含价格昂贵的钼、镍、钴等合金元素,且 钒、铌和钨的加入量也较少,因此本发明轧辊与普通高速钢轧辊相比,生产成本明显下降, 约降低成本25〜30%。
[0041] 2)本发明轧辊以硼替代部分钒、铌、钨和全部钼、镍、钴等合金元素,因生成高硬度 硼化物且采用喷水雾冷却,因此轧辊硬度高,超过62HRC,硬化层深度超过80mm。
[0042] 3)本发明轧辊碳元素加入量少,轧辊热疲劳性能好。
[0043] 4)本发明轧辊经钛、铌、氮、钇和镁元素处理后,硼化物呈断网状和孤立状分布,且 组织细小,使轧辊强度和韧性提高,其中抗拉强度大于950Mpa,冲击韧性12J/cm2。
[0044] 5)本发明轧辊在热轧带钢轧机上使用,其轧钢量比高镍铬无限冷硬铸铁轧辊提高 4倍以上,在棒材轧机精轧机架上使用,其轧钢量比贝氏体球铁轧辊提高3. 5倍以上,在高 速线材预精轧轧机上使用,其轧钢量比普通高速钢轧辊提高40〜50%。
附图说明
[0045] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据的具体实施例并结合附图, 对本发明作进一步详细的说明,其中
[0046] 图1是本发明轧辊的示意图,其中:1-辊身,2-辊芯。
具体实施方式
[0047](实施例1)
[0048] 采用500公斤中频感应电炉熔炼轧辊辊身1,采用1500中频感应电炉熔炼轧辊辊 芯2。其制造工艺步骤是:
[0049] ①先将普通废钢、铬铁和钨铁混合加热熔化,钢水熔清后加入硅铁和锰铁。
[0050] ②炉前调整成分合格后将温度升至1510°C,加铝脱氧,而后依次加入铌铁、钒铁、 硼铁和钛铁,当钢水升温至1570°C时出炉。[0051] ③将含氮铬铁、钇基稀土镁合金破碎至粒度8〜12mm的小块,经150°C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。
[0052] ④用离心铸造方法浇注轧辊辊身,钢水浇注温度1433°C,辊身1浇注完毕后,直接 采用球墨铸铁熔液充填辊芯2。
[0053] ⑤轧辊在粗加工前进行退火处理,退火加热温度870°C,保温时间8h,炉冷至 560°C后,空冷至室温。然后进行粗加工。
[0054] ⑥粗加工后的轧辊加热至1010°C,保温5h后,喷水雾冷却辊面;当辊面温度低于 4000C,重新加热至540°C,保温8h后空冷;当辊面温度低于300°C,重新加热至510°C,保温 8h后,炉冷至180°C,然后空气冷却至室温,最后精加工至规定尺寸和精度。本实施例轧辊 辊身化学成分见表1,辊身力学性能见表2。
[0055] 表1轧辊辊身化学成分(质量分数,% )
[0056]
Figure CN101831590BD00081
[0057] 表2辊身力学性能
[0058]
Figure CN101831590BD00082
[0059] 实施例2 :
[0060] 采用500公斤中频感应电炉熔炼轧辊辊身1,辊芯2采用锻钢毛坯加工而成。其制 造工艺步骤是:
[0061] ①先将普通废钢、铬铁和钨铁混合加热熔化,钢水熔清后加入硅铁和锰铁。
[0062] ②炉前调整成分合格后将温度升至1538°C,加铝脱氧,而后依次加入铌铁、钒铁、 硼铁和钛铁,当钢水升温至1594°C时出炉。
[0063] ③将含氮锰铁、钇基稀土镁合金破碎至粒度8〜12mm的小块,经180°C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。
[0064] ④用离心铸造方法浇注轧辊辊身1,钢水浇注温度1458°C,辊身浇注完毕后,直接 凝固成辊套1,辊套1经机械加工和热处理后,与锻钢辊芯2机械组装成整体轧辊。
[0065] ⑤辊套1在粗加工前进行退火处理,退火加热温度895°C,保温时间6h,炉冷至 600°C后,空冷至室温。然后进行粗加工。
[0066] ⑥粗加工后的辊套1加热至950°C,保温7h后,喷水雾冷却辊面;当辊面温度低于 400°C,重新加热至50(TC,保温IOh后空冷;当辊面温度低于300°C,重新加热至490°C,保 温IOh后,炉冷至160°C,然后空气冷却至室温,最后精加工至规定尺寸和精度。本实施例轧辊辊身化学成分见表3,辊身力学性能见表4。
[0067] 表3轧辊辊身化学成分(质量分数,% )
[0068]
Figure CN101831590BD00091
[0069] 表4辊身力学性能
[0070]
Figure CN101831590BD00092
[0071] 实施例3:
[0072] 采用1000公斤中频感应电炉熔炼轧辊辊身1,采用3000中频感应电炉熔炼轧辊辊 芯2。其制造工艺步骤是:
[0073] ①先将普通废钢、铬铁和钨铁混合加热熔化,钢水熔清后加入硅铁和锰铁。
[0074] ②炉前调整成分合格后将温度升至1525°C,加铝脱氧,而后依次加入铌铁、钒铁、 硼铁和钛铁,当钢水升温至1571°C时出炉。
[0075] ③将含氮铬铁、钇基稀土镁合金破碎至粒度8〜12mm的小块,经170°C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。
[0076] ④用离心铸造方法浇注轧辊辊身1,钢水浇注温度1437°C,辊身1浇注完毕后,直 接采用球墨铸铁熔液充填辊芯2 ;
[0077] ⑤轧辊在粗加工前进行退火处理,退火加热温度900°C,保温时间6h,炉冷至 590°C后,空冷至室温。然后进行粗加工。
[0078] ⑥粗加工后的轧辊加热至980°C,保温6h后,喷水雾冷却辊面;当辊面温度低于 4000C,重新加热至530°C,保温8h后空冷;当辊面温度低于300°C,重新加热至490°C,保温 7h后,炉冷至180°C,然后空气冷却至室温,最后精加工至规定尺寸和精度。本实施例轧辊 辊身化学成分见表5,辊身力学性能见表6。
[0079] 表5轧辊辊身化学成分(质量分数,% )
[0080]
Figure CN101831590BD00093
Figure CN101831590BD00101
[0081] 表6辊身力学性能
[0082]
Figure CN101831590BD00102

Claims (3)

1. 一种高硼低合金高速钢轧辊,由辊身(1)和辊芯(2)两部分组成,其特征在于辊身 (1)化学组成质量百分比为:C :0. 32 〜0. 55%, B :1. 42 〜2. 13%, Cr :5. 2 〜6. 5%, W : 2. 5 〜4. 5%、V :1. 6 〜1. 8%, Nb :0. 5 〜1. 0%、Si :0. 3 〜1. 0%、Mn :0. 3 〜1. 0%、Ti : 0. 10 〜0. 20%, N :0. 05 〜0. 12%, Y :0. 04 〜0. 12%, Mg :0. 08 〜0. 15%, P < 0. 04%, S < 0. 04%,余量为 Fe。
2.根据权利要求1所述的高硼低合金高速钢轧辊,其特征在于辊身(1)化学组成中B 的质量百分比计算式为:B%= 0. 15V% +0. 30(Ti% +Nb% )+1. 0〜1. 5%0
3.根据权利要求1所述的高硼低合金高速钢轧辊的制造方法,其特征在于其工艺步骤为:1)轧辊辊身用电炉熔炼,用离心铸造方法浇注,其工艺步骤是:①先将普通废钢、铬铁和钨铁混合加热熔化,钢水熔清后加入硅铁和锰铁;②炉前调整成分合格后将温度升至1500〜1540°C,加铝脱氧,而后依次加入铌铁、钒 铁、硼铁和钛铁,当钢水升温至1550〜1600°C时出炉;③将含氮铬铁或含氮锰铁、钇基稀土镁合金破碎至粒度8〜12mm的小块,经150〜 180°C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;④用离心铸造方法浇注轧辊辊身,钢水浇注温度1420〜1460°C ;2)辊身浇注完毕后,可采用以下两种方法的一种制成轧辊:①直接采用球墨铸铁熔液充填辊芯;②辊身浇注完毕后直接凝固成辊套,辊套经机械加工和热处理后,与铸钢或锻钢辊芯 机械组装成整体轧辊;3)制得的轧辊或辊套进行退火处理,退火加热温度至860〜900°C,保温时间6〜10h, 炉冷至550〜600°C后,空冷至室温,然后进行粗加工;4)粗加工后的轧辊或辊套加热至950〜1015°C,保温4〜他后,喷水雾冷却辊面;当辊 面温度低于400°C,重新加热至500〜550°C,保温6〜1¾后空冷;当辊面温度低于300°C, 重新加热至480〜520°C,保温6〜12h后,炉冷至150〜200°C,然后空气冷却至室温,最 后精加工至规定尺寸和精度。
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