CN102234734A - 改进型合金球铁轧辊生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改进型合金球铁轧辊生产工艺，其主要特征是，铁水中加入V、Nb、Mo合金，提高了轧辊的显微硬度和芯部韧性。采用镍镁合金+铜镁合金+镁硅稀土复合球化剂，总加入量：1.0-2.0％；采用纯铈稀土+硅钙合金+硅锆合金+75硅铁+锶硅复合孕育剂，总加入量：5-10％，均提高了厚大断面的球化质量。采用大型喷雾淬火机床对轧辊进行喷雾淬火及强制冷却处理，提高了轧辊辊身的表面硬度。改进型合金球铁轧辊的使用效果比合金锻钢轧辊提高了70～100％，节约了成本，且保证了生产的安全性。

Description

改进型合金球铁轧辊生产工艺

技术领域

本发明涉及机械工程类辊、轴领域，特别是一种改进型合金球铁轧辊生产工艺。

背景技术

合金球铁轧辊是一种耐磨铸件产品，应用范围广泛，其根据不用的应用领域及应用条件，对工作层硬度、耐磨性、强度韧性及抗事故能力的要求均不同。现有技术中，在原料中添加的化学成分仅为Cr、Mn和Ni，通常采用整体铸造技术生产大型合金球铁轧辊；铸造过程中，加入单一成分的Mg球化剂、孕育剂，然后进行常规的正回火热处理。因为Cr、Mn和Ni，其质均硬、坚且脆，那么轧辊芯部的韧性就达不到要求；而Mg具有急剧衰退离心偏析的缺点，使之产生比较严重的球化衰退现象，尤其对于直径在

范围之间的轧辊，球化衰退现象更为严重；同时传统的正回火热处理工艺，对大断面、深孔型的合金球铁轧辊，其辊身工作层硬度、金相组织均不理想，造成硬度不高。

因此，利用现有的合金球铁轧辊生产工艺生产出来的合金球铁轧辊，其在产品质量、生产安全稳定、及生产成本等方面均存在不足。为了提高产品的质量，保证生产的安全性，降低生产成本，有必要对合金球铁轧辊的生产工艺进行改进。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可提高产品质量、保证生产的安全性和降低成本的改进型合金铸铁生产工艺。

本发明的目的是通过采用如下技术方案实现的：

一种改进型合金球铁轧辊生产工艺，首先将原料在中频炉中进行熔炼；然后将经球化处理和孕育处理后的铁水浇入到铸型内，铁水的浇注温度为：1260℃～1320℃，浇注时，铸型的温度为：80℃～150℃；最后对浇注完成后的轧辊进行粗加工及热处理，其特征在于，

A.浇注后的轧辊外层及芯部均为球墨铸铁；

B.轧辊铁水的化学成分(重量％)为：C3.00～3.40％，Si1.60～2.20％，Mn0.40～0.80％，P≤0.08％，S≤0.03％，Cr0.20～0.50％，Ni2.00～3.50％，Mo0.50～0.80％，Nb0.30～1.00％，V0.30～1.00％，Mg≥0.04，其余为Fe；

C.轧辊铁水中加入复合球化剂及复合孕育剂，即，按照1∶1∶1的比例，采用镍镁合金+铜镁合金+镁硅稀土复合球化剂，总加入量：1.0-2.0％；采用纯铈稀土+硅钙合金+硅锆合金+75硅铁+锶硅复合孕育剂，总加入量：5-10％；

D.采用大型喷雾淬火机床对轧辊进行喷雾淬火及强制冷却处理，得到的辊身表面硬度(HSD)为46～55，金相组织为点、球状石墨+带位相的索氏体+部分屈氏体+碳化物；得到的辊颈表面硬度(HSD)为38～45，金相组织为点、球状石墨+珠光体+索氏体+少量碳化物。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.化学成分：在通常进行Cr、Mn、Ni合金化的基础上，进一步增加V、Nb、Mo合金，强化了基体组织，不仅提高了显微硬度，且轧辊芯部的韧性得到了提高。

2.选用独特配方的复合球化剂、孕育剂进行铁水的球化处理和孕育处理，有效保证了大断面的球化质量。

3.采用大型喷雾淬火机床进行热处理，对轧辊辊身部位进行喷雾淬火、强制冷却热处理，相比传统的正回火热处理工艺或低温消除应力回火热处理工艺，其工作层硬度得到显著提高，金相组织得到明显改善。

具体实施方式

本发明尤其适用于生产直径在范围之间的轧辊。

首先准备好原料，将原料在中频炉中进行熔炼，此时铁水的化学成分(重量％)为：C3.00～3.40％，Si1.60～2.20％，Mn0.40～0.80％，P≤0.08％，S≤0.03％，Cr0.20～0.50％，Ni2.00～3.50％，Mo0.50～0.80％，Nb0.30～1.00％，V0.30～1.00％，Mg≥0.04，其余为Fe，金相组织为合金珠光体球铁。待铁水熔炼的化学成份和温度达到工艺控制要求范围后脱氧出炉，再将铁水进行球化处理和复合孕育处理，在铁水中加入复合球化剂及复合孕育剂，即，按照1∶1∶1的比例，采用镍镁合金+铜镁合金+镁硅稀土复合球化剂，总加入量：1.0-2.0％；采用纯铈稀土+硅钙合金+硅锆合金+75硅铁+锶硅复合孕育剂，总加入量：5-10％。将经球化和孕育处理的铁水浇注到铸型内(采用的是阶梯式双浇口、切线底浇的进水浇注方式)，铁水的浇注温度为：1260℃～1320℃，浇注时，铸型的温度为：80℃～150℃，浇注后的轧辊外层及芯部均为球墨铸铁。轧辊在铸型内保温一定时间之后开箱检验，然后进行粗加工并预开孔型。之后在大型喷雾淬火机床上对轧辊采用880-920℃加热，喷雾淬火加吹风续冷，强制冷却后得到的辊身表面硬度(HSD)为46～55，辊身强度σ_b(MPa)≥700下辊颈强度σ_b(MPa)≥550，金相组织为点、球状石墨+带位相的索氏体+部分屈氏体+碳化物；得到的辊颈表面硬度(HSD)为38～45，金相组织为点、球状石墨+珠光体+索氏体+少量碳化物。

通过上述工艺的实施，在传统的合金球墨铸铁轧辊生产工艺基础上，实现了辊身外层(工作层)高合金、高强度、高硬度、高淬透性(低的径向硬度落差)、高耐磨性能，尤其是深孔型槽内各部位边部磨损的均匀性有了显著的改良提高；同时对轧辊辊身芯部及辊颈保持了低硬度、高强度、良好的塑性及韧性指标，有效地提高了轧辊的抗事故能力，极大地提高了合金球铁轧辊的综合使用性能。

目前，此种改进型合金球铁轧辊已经推广应用于冶金轧钢行业，并已经在大型万能H型钢生产线BD2机架成功代替了原设计所采用的合金锻钢轧辊，其轧制效果比合金锻钢轧辊高70～100％，满足了客户日益增长的需求。

Claims (1)

1.一种改进型合金球铁轧辊生产工艺，首先将原料在中频炉中进行熔炼；然后将经球化处理和孕育处理后的铁水浇入到铸型内，铁水的浇注温度为：1260℃～1320℃，浇注时，铸型的温度为：80℃～150℃；最后对浇注完成后的轧辊进行粗加工及热处理，其特征在于，

A.浇注后的轧辊外层及芯部均为球墨铸铁；

B.轧辊铁水的化学成分(重量％)为：C3.00～3.40％，Si1.60～2.20％，Mn0.40～0.80％，P≤0.08％，S≤0.03％，Cr0.20～0.50％，Ni2.00～3.50％，Mo0.50～0.80％，Nb0.30～1.00％，V0.30～1.00％，Mg≥0.04，其余为Fe；

C.轧辊铁水中加入复合球化剂及复合孕育剂，即，按照1∶1∶1的比例，采用镍镁合金+铜镁合金+镁硅稀土复合球化剂，总加入量：1.0-2.0％；采用纯铈稀土+硅钙合金+硅锆合金+75硅铁+锶硅复合孕育剂，总加入量：5-10％；

D.采用大型喷雾淬火机床对轧辊进行喷雾淬火及强制冷却处理，得到的辊身表面硬度(HSD)为46～55，金相组织为点、球状石墨+带位相的索氏体+部分屈氏体+碳化物；得到的辊颈表面硬度(HSD)为38～45，金相组织为点、球状石墨+珠光体+索氏体+少量碳化物。