CN102251185B - 钢管减径机或定径机用高铬轧辊制备方法及其高铬轧辊 - Google Patents
钢管减径机或定径机用高铬轧辊制备方法及其高铬轧辊 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种钢管减径机或定径机用铸造高铬轧辊及其制备方法，本发明通过组分的优化设计，并根据本发明的用途、服役的具体工况条件及技术要求选定轧辊的组分配比，使用相应的铁合金、废钢等原料进行熔炼，获得需要的钢水，然后采取离心或砂型铸造方法，获得需要规格的毛坯，再对铸坯采用退火，淬火、回火等热处理方法以及进行车、磨等加工，生产出热轧无缝钢管张力减径机和定径机高铬轧辊，本发明轧辊表面硬度显著提高，宏观硬度达到54-62HRC，使铸造高铬轧辊的使用寿命至少提高了2倍以上，其耐磨性能和使用寿命的提高，不仅减少了轧辊的更换次数，节约了材料和生产成本，而且提高了无缝钢管机组的轧制能力和产量。
Description
技术领域
本发明涉及铸造加工技术领域，特别涉及一种热轧无缝钢管张力减径机或定径机用高铬轧辊制备方法及其高铬轧辊。
背景技术
无缝钢管的减径或定径过程是钢管不带芯棒的多机架连轧过程。定径是为了完成钢管尺寸的精度以及真圆度的轧制，减径除了定径任务外要求减径率较大，以实现大管料生产小口径钢管。减、定径机一般为3～24机架二辊式或三辊式，减、定径后的钢管尺寸不再改变。无缝钢管减、定径轧辊在800～980℃的高温及冷却水激冷作用下受到切向拉伸和径向压缩的复合应力，并同时承受交变热应力作用，轧辊工作表面与钢管之间产生滚动与滑动摩擦，特别是张力减径磨损更加严重，因此要求轧辊具有高强度、高韧性和良好的耐磨性、抗冷热疲劳性。实际生产中对轧辊的磨损程度控制十分严格，一旦超过要求就必须修复以满足负公差轧制的需要。
在实际应用中，减、定径机轧辊通常使用普通冷硬铸铁或合金球墨铸铁制成。普通冷硬铸铁减、定径轧辊耐磨性差，多应用于落后的无缝钢管机组。较先进的无缝钢管机组中应用的是合金球墨铸铁减、定径轧辊。合金球墨铸铁轧辊比冷硬铸铁轧辊性能好，使用寿命也长。但由于冷硬铸铁和合金球墨铸铁轧辊的硬度均较低，一般为45-50HRC，使用后表面粗糙，易粘钢，划伤钢管表面，影响轧制出钢管表面质量，使得轧辊更换频繁。一般1-2个班次就需更换一套轧辊。在轧制高钢级钢材或厚壁钢管时更换更加频繁。由于在使用中需要经过多次修复加工，一般需要加工掉50％，因此，要求轧辊要有较厚的工作层；其次，在更换时，还需要准备大量的定、减径机架。因此，重复加工浪费大量金属材料，频繁更换生产成本成倍增加。
目前常规铸造生产工艺为冶炼、铸坯、热处理、加工等工序。而影响铸造产品质量的重要因素在于铸造中所采用的各种工艺参数、所使用的设备，以及所采用的工艺手段等；每一个工序环节都可能对铸造产品的质量产生重大影响。由于热轧无缝钢管张力减径机和定径机高铬轧辊要求有足够厚的工作层，因此对铸坯的质量有严格的要求，以保证用于钢管张力减径机和定径机上的轧辊在高温及冷却水激冷作用具有高耐磨性和很好的综合强度。
发明内容
本发明的目的是为了解决无缝钢管张力减径机或定径机用铸造轧辊的耐磨性、综合强度不高等问题，提供一种热轧无缝钢管张力减径机或定径机用的高铬轧辊以及其制备方法。本发明的技术方案如下：
本发明的钢管减径机或定径机用铸造高铬轧辊制备方法包括以下步骤：
冶炼：选定高铬轧辊的组分配比进行熔炼，熔炼中进行脱气和吹氩精炼，以获得纯净钢水；
铸坯：铸出所需轧辊铸坯；在铸型下端设置整体冷铁，冷铁上表面铺设8-12mm厚型砂，砂型中设置有钢骨架，采用发热保温冒口，冷铁下设有振动器，当浇铸完毕后开启振动器，至钢水完成凝固过程；
退火热处理：对轧辊铸坯采用等温退火，将工件加热至920-960℃后，视工件有效厚度保温2-6小时，缓冷至700-750℃后，视工件有效厚度保温4-8小时，缓冷至600℃以下出炉空冷或炉冷；
对轧辊铸坯进行粗加工；
淬火热处理：对粗加工后的轧辊进行淬火加回火处理，将粗加工后的轧辊加热至970-1030℃，视工件有效厚度保温2-6小时，保温完成后移至150-220℃环境中风冷1-2小时后出炉空冷，冷却至工件表面100-120℃时入炉回火，回火温度200-300℃，视工件有效厚度保温2-6小时后出炉空冷。
对上述轧辊进行精加工。
本发明的无缝钢管减径机或定径机用铸造高铬轧辊，轧辊的组分以重量百分比计为：C：1.60-2.20％、Si：0.20-0.60％、Mn：0.40-0.80％、Cr：8.00-12.00％、Mo：0.20-0.80％、Cu：0.10-0.30％、Al：0.01-0.30％、Nb：0.03-0.30％、Ti：0.05-0.30％、N：≤0.30％、RE：0.02-0.50％，P和S均为0.05，余量为铁。
采用本发明的轧辊组分并通过本发明的制备方法制备的铸造高铬轧辊，轧辊硬度提高很多，使用后轧辊表面磨损小且均匀，通过张力减径机和定径机轧制后的钢管表面质量良好，使用寿命较现有轧辊提高2-3倍，降低了轧辊的更换周期，节省了加工材料，降低了生产成本，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明铸造高铬轧辊的金相组织图。
具体实施方式
以下参照设计原理，附图以及示例性实施例对本发明进行详细说明。
本发明提供的铸造高铬轧辊，因采取了合理的成分含量配比，同时在冶炼和铸造工艺中采取了多项创造性的工艺措施，保证了铸造高铬轧辊的使用性能，解决了热轧无缝钢管张力减径机或定径机目前常用的普通冷硬铸铁或合金球墨铸铁轧辊存在的易磨损、更换频繁、磨损后材料加工浪费大等问题。
本发明的制备方法主要包括：冶炼、铸造、退火热处理、粗加工、淬火加回火热处理、最后经过精加工而成。
由于热轧无缝钢管张力减径机和定径机高铬轧辊要求有足够厚的工作层，因此，对铸坯的质量有严格的要求，本发明对铸造和热处理方法进行了多项如下改进：
冶炼：可在中频感应电炉中进行熔炼。选定高铬轧辊的组分配比进行熔炼，获得所需成分的钢水。本发明在熔炼过程中增加了脱气和吹氩精炼过程，以保证取得纯净的钢水。
铸坯：可采用离心铸造方法或其它砂型铸造方法生产。本发明在铸型下端设置整体冷铁，冷铁上表面铺设8-12mm厚型砂，以避免钢水冷却过快；在砂型中设置钢骨架，以使砂型具有足够强度；采用发热保温冒口，以保证补缩；在冷铁下设有超声振动器或机械振动器，当浇铸完毕后开启超声振动器，至钢水完成凝固过程。用上述方法获得的铸坯均可满足超声探伤和实际使用要求。
退火热处理：本发明的退火采用等温退火：将工件加热至920-960℃后，视工件有效厚度保温2-6小时，缓冷至700-750℃后，视工件有效厚度保温4-8小时，缓冷至600℃以下出头炉空冷或炉冷。退火后对轧辊铸坯进行粗加工。
淬火加回火热处理：本发明的淬火采用一定温度范围下的风冷淬火，即将工件加热到970-1030℃后，视工件有效厚度保温2-6小时，保温完成后移至150-220℃环境中风冷1-2小时后出炉空冷，冷却至工件表面100-120℃时再入炉回火，回火温度200-300℃，视工件有效厚度保温2-6小时后出炉空冷。风冷应使炉内环境温度保持在150-220℃，进风应预热至≮150℃且有足够的量，以保证工件有足够的冷却速度。这种方法比常规常温风冷的优点是，可使工件在同等硬度的情况下，强度和韧性提高20-25％。最后对上述轧辊进行精加工即成为高耐磨性、高强度的铸造高铬轧辊。经检测，轧辊基体组织为马氏体加残余奥氏体，碳化物含量为20-25％，轧辊硬度达54-62HRC，轧辊圆周硬度不均匀度≤2HRC。
本发明的高铬轧辊采用组分优化设计，轧辊组分以重量百分比计为：C：1.60-2.20％、Si：0.20-0.60％、Mn：0.40-0.80％、Cr：8.00-12.00％、Mo：0.20-0.80％、Cu：0.10-0.30％、Al：0.01-0.30％、Nb：0.03-0.30％、Ti：0.05-0.30％、N：≤0.30％、RE：0.02-0.50％，P和S均为0.05，余量为铁。
本发明优选轧辊组分以重量百分比计为：C：1.80-2.15％、Si：0.30-0.50％、Mn：0.50-0.70％、Cr：9.00-11.00％、Mo：0.40-0.60％、Cu：0.10-0.20％、Al：0.01-0.20％、Nb：0.03-0.30％、Ti：0.05-0.30％、N：≤0.30％、RE：0.02-0.50％，P和S为≤0.05％，余量为铁。
本发明轧辊组分的优化设计基于以下设计思想，即，必须兼顾适应服役条件要求和生产成本，销售价格高用户不接受，则无法推广应用。其中Ni、Mo、Nb的价格昂贵，在可行的情况下少用或不用是降低生产成本的重要手段。
在高铬材料中C和Cr是最基本、最重要的合金元素。其含量的多少决定碳化物的数量、M7C3型碳化物与总碳化物的相对数量、硬度、韧性及材料的淬透性等。M7C3型碳化物的比值越高淬透性越好。Cr对淬透性的影响主要是固溶在基体中的含量。通过试验，本发明优选C：1.60-2.20％、Cr：8.00-12.00％。
Mo元素在高铬材料各相中的分配：约50％进入Mo2C中，约25％进入M7C3型碳化物中，它可有效的提高硬度、提高耐磨性。另外约有23％左右溶入基体，明显的提高材料的淬透性。在与Cu、Mn联合应用时，提高淬透性的效果更好。因此，本发明优选Mo：0.20-0.80％、Cu：0.10-0.30％。
Mn既进入碳化物又溶解于基体。但Mn、Cu均有较强降低Ms点的作用，增加材料淬火后残余奥氏体的含量，应适当控制加入量。因此，本发明选择Mn：0.40-0.80％。
Si是熔炼过程中不可缺少的脱氧元素，但有降低淬透性的作用，应当控制加入量。本发明控制Si：0.20-0.60％。
Ti及N能细化共晶组织，进而细化碳化物，可显著提高材料的抗拉强度。Ti是强碳化物形成元素，当熔体中Ti和C的浓度满足一定条件时能形成稳定的TiC晶核；加入N后，生成的高熔点的碳氮化物可提高材料的热性能。因此，本发明加入了Ti：0.05-0.30％、N：≤0.30％。
加入Nb可在基体中析出高硬度(2000HV)、高熔点、形状规则、粒度较小、均匀弥散分布的硬质相-Nb(CN)质点，提高材料的韧性，提高耐磨性能，可有效控制合金的凝固偏析，提高其综合性能，并起到节约Ni或Cr的作用。因此，本发明选用Nb：0.03-0.30％。
RE的加入，可有效改变、细化M7C3型碳化物，由条、带状分布变为块、球状分布，分布均匀性提高。本发明加入了RE：0.02-0.50％。
P和S是原料中带入的不可避免的有害微量元素，是很强的表面活性元素，在凝固时析出在共晶团表面上，对材料的高温变形性能是十分有害的，将其含量均控制在0.05％以下。
在制备轧辊的实施过程中，首先根据本发明的用途、服役的具体工况条件及技术要求选定高铬成分的具体配比，使用相应的铁合金、废钢等原料，进行常规熔炼，获得需要的钢水，然后采取离心铸造或常规方法铸造，获得需要规格的毛坯，再进行热处理和车、磨等加工，生产出热轧无缝钢管张力减径机和定径机高铬轧辊。
实施例1
实施例1为制造Φ250无缝钢管连轧机组用热轧无缝钢管定径机高铬轧辊，轧辊组分按重量百分比(％Wt)见表1。
表1
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Cu | Al | Nb | Ti | N | RE |
| 1.63 | 0.30 | 0.70 | 0.029 | 0.017 | 9.00 | 0.6 | 0.15 | 0.10 | 0.16 | 0.18 | 0.06 | 0.02 |
其余为Fe。
根据表1所列组分选定原料配比，在中频感应电炉中进行熔炼，在熔炼过程中增加脱气和吹氩精炼过程，保证获得所需成分并且纯净的钢水。
采用离心铸造方法生产铸坯。在铸型的下端设置有整体冷铁，在冷铁的上表面铺设有8-12mm厚的型砂，以避免钢水冷却过快；在砂型中设置有钢骨架，以使砂型具有足够的强度；采用发热保温冒口，以保证补缩；在冷铁下设有超声振动器，当浇铸完毕后开启超声振动器，振动至钢水凝固完成。用该方法获得的铸坯可满足超声探伤和实际使用要求。
将上述轧辊铸坯进行等温退火热处理，将铸坯按以下温降进行等温退火：940℃→725℃→600℃。将工件加热至940℃，保温4小时，缓冷至725℃，保温5小时，缓冷至600℃以下出炉进行空冷；然后对轧辊铸坯进行粗加工；
对粗加工后的轧辊进行淬火加回火热处理，将轧辊加热至1000℃，保温4小时，保温完成后移至180℃环境中风冷1.5小时后出炉空冷，冷却至工件表面110℃时入炉回火，回火温度250℃，保温4小时后出炉空冷。经检验，制备完成的Φ250高铬轧辊工作面硬度达到60.5HRC，圆周硬度不均匀度≤2HRC；然后进行常规的车、磨等加工为成品。该轧辊应用于国内引进德国产三辊式微张力定径机精轧机架，轧制外径为Φ139.7mm石油套管，使用后车削一次的使用寿命是德国合金铸铁轧辊的2倍，是国产合金铸铁轧辊的3倍，经多次修复，直到报废时其工作面硬度仍保持在58HRC。
实施例2
实施例2为制造Φ508无缝钢管周轧机组用热轧无缝钢管定径机高铬轧辊，轧辊组分按重量百分比(％Wt)见表2。
表2
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Cu | Al | Nb | Ti | N | RE |
| 2.15 | 0.50 | 0.50 | 0.030 | 0.021 | 11.00 | 0.4 | 0.28 | 0.25 | 0.25 | 0.26 | 0.27 | 0.46 |
其余为Fe。
根据表2所列组分选定原料配比，在中频感应电炉中进行熔炼，在熔炼过程中增加脱气和吹氩精炼过程，以获得纯净钢水。
采用离心铸造方法生产铸坯。在铸型的下端设置有整体冷铁，在冷铁的上表面铺设有8-12mm厚的型砂，以避免钢水冷却过快；在砂型中设置有钢骨架，以使砂型具有足够的强度；采用发热保温冒口，以保证补缩；在冷铁下设有超声振动器，当浇铸完毕后开启超声振动器，振动至钢水凝固完成。用该方法获得的铸坯可满足超声探伤和实际使用要求。
将上述轧辊铸坯进行等温退火热处理，将铸坯按950℃→740℃→600℃的温降进行等温退火。将工件加热至950℃，保温5小时，缓冷至740℃，保温6小时，缓冷至600℃以下出炉进行空冷；然后对轧辊铸坯进行粗加工；
对粗加工后的轧辊进行淬火加回火热处理，将轧辊加热至980℃，保温3小时，保温完成后移至150℃环境中风冷1小时后出炉空冷，冷却至工件表面100℃时入炉回火，回火温度220℃，保温3小时后出炉空冷。
经硬度检验，制备完成的高铬轧辊工作面硬度达到54.5HRC，圆周硬度不均匀度≤2HRC；然后进行常规的车、磨等加工为成品。该轧辊应用于国内Φ508无缝钢管周轧机组，轧制外径为Φ339.7mm、材质为P110和N80钢管，使用寿命是国产合金铸铁轧辊的3倍，直到报废时其工作面硬度仍保持在54HRC。
实施例3
实施例3为制造Φ720无缝钢管连轧机组用热轧无缝钢管定径机高铬轧辊，轧辊组分按重量百分比(％Wt)见表3。
表3
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Cu | Al | Nb | Ti | N | RE |
| 1.80 | 0.42 | 0.60 | 0.035 | 0.025 | 10.05 | 0.50 | 0.20 | 0.2 | 0.10 | 0.10 | 0.01 | 0.22 |
其余为Fe。
根据表3所列组分选定原料配比，在中频感应电炉中进行熔炼，在熔炼过程中增加脱气和吹氩精炼过程，获得纯净钢水。
采用离心铸造方法生产铸坯。在铸型的下端设置有整体冷铁，在冷铁的上表面铺设有8-12mm厚的型砂，以避免钢水冷却过快；在砂型中设置有钢骨架，以使砂型具有足够的强度；采用发热保温冒口，以保证补缩；在冷铁下设有超声振动器，当浇铸完毕后开启超声振动器，振动至钢水凝固完成。用该方法获得的铸坯可满足超声探伤和实际使用要求。
将上述轧辊铸坯进行等温退火热处理，将铸坯按以下温降进行等温退火：960℃→750℃→600℃。将工件加热至960℃，保温6小时，缓冷至750℃，保温7小时，缓冷至600℃以下出炉进行空冷；然后对轧辊铸坯进行粗加工；
对粗加工后的轧辊进行淬火加回火热处理，将轧辊加热至1030℃，保温5小时，保温完成后移至200℃环境中风冷2小时后出炉空冷，冷却至工件表面120℃时入炉回火，回火温度300℃，保温5小时后出炉空冷。
经硬度检验，制备完成的高铬轧辊工作面硬度达到58HRC，圆周硬度不均匀度≤2HRC；进行常规的车、磨等加工。该轧辊应用于国内外第一台最大的Φ720热扩管机组4辊式定径机，也是国内外最大的无缝钢管定径机轧辊，轧辊最大直径φ1177mm、单件重量达4207kg；使用后磨损小且均匀，轧制后钢管表面光亮无划痕，超过钢管的设计要求。该轧辊经多次修复，报废时工作面硬度仍能保持在55HRC。
实施例4
实施例4为制造Φ250无缝钢管连轧机组用热轧无缝钢管减径机高铬轧辊，轧辊组分按重量百分比(％Wt)见表4。
表4
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Cu | Al | Nb | Ti | N | RE |
| 1.60 | 0.20 | 0.80 | 0.04 | 0.03 | 8.00 | 0.80 | 0.10 | 0.30 | 0.3 | 0.05 | 0.15 | 0.30 |
其余为Fe。
根据表4所列组分选定原料配比，在中频感应电炉中进行熔炼，在熔炼过程中增加脱气和吹氩精炼过程，保证获得所需成分并且纯净的钢水。
采用离心铸造方法生产铸坯。在铸型的下端设置有整体冷铁，在冷铁的上表面铺设有8-12mm厚的型砂，以避免钢水冷却过快；在砂型中设置有钢骨架，以使砂型具有足够的强度；采用发热保温冒口，以保证补缩；在冷铁下设有超声振动器，当浇铸完毕后开启超声振动器，振动至钢水凝固完成。用该方法获得的铸坯可满足超声探伤和实际使用要求。
将上述轧辊铸坯进行等温退火热处理，将铸坯按以下温降进行等温退火：920℃→700℃→600℃。将工件加热至920℃，保温2小时，缓冷至700℃，保温4小时，缓冷至600℃以下出炉进行空冷；然后对轧辊铸坯进行粗加工；
对粗加工后的轧辊进行淬火加回火热处理，将轧辊加热至970℃，保温2小时，保温完成后移至220℃环境中风冷2小时后出炉空冷，冷却至工件表面110℃时入炉回火，回火温度250℃，保温4小时后出炉空冷。经检验，制备完成的高铬轧辊工作面硬度达到62HRC，圆周硬度不均匀度≤2HRC；进行常规的车、磨等加工为成品。该轧辊应用于国内引进德国产三辊式微张力减径机，轧制外径为Φ139.7mm石油套管，经二次修复，报废时其工作面硬度能保持在60HRC左右。
实施例5
实施例5为制造Φ720无缝钢管连轧机组用热轧无缝钢管张力减径机高铬轧辊，轧辊组分按重量百分比(％Wt)见表5。
表5
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Cu | Al | Nb | Ti | N | RE |
| 2.20 | 0.60 | 0.40 | 0.045 | 0.04 | 12.00 | 0.20 | 0.30 | 0.01 | 0.03 | 0.30 | 0.30 | 0.50 |
其余为Fe。
根据表5所列组分选定原料配比，在中频感应电炉中进行熔炼，在熔炼过程中增加脱气和吹氩精炼过程，保证获得所需成分并且纯净的钢水。
采用砂型铸造方法生产铸坯。在铸型的下端设置有整体冷铁，在冷铁的上表面铺设有8-12mm厚的型砂，以避免钢水冷却过快；在砂型中设置有钢骨架，以使砂型具有足够的强度；采用发热保温冒口，以保证补缩；在冷铁下设有超声振动器，当浇铸完毕后开启超声振动器，振动至钢水凝固完成。用该方法获得的铸坯可满足超声探伤和实际使用要求。
将上述轧辊铸坯进行等温退火热处理，将铸坯按以下温降进行等温退火：930℃→715℃→600℃。将工件加热至930℃，保温3小时，缓冷至715℃，保温5小时，缓冷至600℃以下出炉进行空冷；然后对轧辊铸坯进行粗加工；
对粗加工后的轧辊进行淬火加回火热处理，将轧辊加热至990℃，保温6小时，保温完成后移至190℃环境中风冷1.5小时后出炉空冷，冷却至工件表面110℃时入炉回火，回火温度200℃，保温6小时后出炉空冷。
经硬度检验，制备完成的高铬轧辊工作面硬度达到58HRC，圆周硬度不均匀度≤2HRC；然后进行常规的车、磨等加工为成品。该轧辊应用于国内外第一台最大的Φ720热扩管机组4辊式张力减径机，也是国内外最大的无缝钢管张力减径机轧辊，轧辊最大直径φ1177mm、单件重量达4207kg。使用后磨损小且均匀，轧制后钢管表面光亮无划痕，超过钢管的设计要求。该轧辊经多次修复，报废时工作面硬度仍能保持在55HRC。
实施效果
参照附图1铸造高铬轧辊的金相组织图，本发明对上述组分优化设计的高铬轧辊采用离心铸造或砂型铸造方法生产铸坯，并对铸坯采用等温退火，淬火加回火的热处理方法，使轧辊材料的基体组织为马氏体加残余奥氏体，碳化物含量约20-25％，宏观硬度达到54-62HRC，轧辊单棍工作层同一圆周硬度不均匀度≤2HRC；通过实物解剖，铸造高铬轧辊的淬透性≮150mm(不小于150mm)，提高了轧辊的硬度，从而提高了轧辊的使用寿命。
申请人对取自本发明的铸造高铬轧辊实物试样和国内生产的合金球墨铸铁轧辊实物进行耐磨实验，实验后的磨损量对比如表6所示：
表6
从表6中的数据可得出，本发明的耐磨性能经实验室实验和装机使用，其磨损量低于冷硬铸铁和合金球墨铸铁球墨铸铁的2-3倍，本发明的耐磨性能具有显著的提高。
本发明的铸造高铬轧辊与国内外合金铸铁轧辊在无缝钢管精轧定径机和减径机上使用，并均经过一次修复车削，轧制同规格钢管的使用情况如表7所示：
表7
| 轧辊材质与出处 | 轧制钢管的支数 |
| 本实施例铸造高铬轧辊 | 12700-12800 |
| 进口合金铸铁轧辊 | 4500-6000 |
| 国产合金铸铁轧辊 | 3000-5000 |
由表7可看出，本发明的铸造高铬轧辊使用寿命至少是合金铸铁轧辊的2倍以上，其耐磨性能和使用寿命的提高，不仅减少了轧辊的更换次数，节约了材料和生产成本，而且提高了无缝钢管机组的轧制能力和产量。
本发明不限于上述示例性实施例，在不脱离本发明设计思想的范围内，可以进行各种变形和修改，这些变化均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种钢管减径机或定径机用铸造高铬轧辊制备方法，其特征在于包括以下步骤：
冶炼：选定高铬轧辊的组分配比进行熔炼，熔炼中进行脱气和吹氩精炼，以获得纯净钢水；
铸坯：铸出所需轧辊铸坯；在铸型下端设置整体冷铁，冷铁上表面铺设8-12mm厚型砂，砂型中设置有钢骨架，采用发热保温冒口，冷铁下设有振动器，当浇铸完毕后开启振动器，至钢水完成凝固过程；
退火热处理：对轧辊铸坯采用等温退火，将工件加热至920-960℃后，视工件有效厚度保温2-6小时，缓冷至700-750℃后，视工件有效厚度保温4-8小时，缓冷至600℃以下出炉空冷或炉冷；
对轧辊铸坯进行粗加工；
淬火热处理：对粗加工后的轧辊进行淬火加回火处理，将粗加工后的轧辊加热至970-1030℃，视工件有效厚度保温2-6小时，保温完成后移至150-220℃环境中风冷1-2小时后出炉空冷，冷却至工件表面100-120℃时入炉回火，回火温度200-300℃，视工件有效厚度保温2-6小时后出炉空冷；
对上述轧辊进行精加工；
其中，轧辊组分以重量百分比计为：C：1.60-2.20％、Si：0.20-0.60％、Mn：0.40-0.80％、Cr：8.00-12.00％、Mo：0.20-0.80％、Cu：0.10-0.30％、Al：0.01-0.30％、Nb：0.03-0.30％、Ti：0.05-0.30％、N：≤0.30％、RE：0.02-0.50％，P和S：≤0.05，余量为铁。
2.根据权利要求1所述铸造高铬轧辊制备方法，其特征在于，所述铸造方法采用离心铸造或砂型铸造铸出所需铸坯。
3.根据权利要求1所述铸造高铬轧辊制备方法，其特征在于，淬火加回火处理后的轧辊基体组织为马氏体加残余奥氏体，碳化物含量为20-25％，轧辊硬度达54-62HRC。
4.根据权利要求3所述铸造高铬轧辊制备方法，其特征在于，所述轧辊硬度的轧辊圆周硬度不均匀度≤2HRC。
5.根据权利要求1所述铸造高铬轧辊制备方法，其特征在于，所述振动器可采用超声振动器或机械振动器。
6.根据权利要求1所述铸造高铬轧辊制备方法，其特征在于，所述风冷应使炉内环境温度保持在150-220℃，进风应预热至≮150℃并且有足够的量，以保证工件有足够的冷却速度。
7.一种钢管减径机或定径机用铸造高铬轧辊，其特征在于，轧辊组分以重量百分比计为：C：1.60-2.20％、Si：0.20-0.60％、Mn：0.40-0.80％、Cr：8.00-12.00％、Mo：0.20-0.80％、Cu：0.10-0.30％、Al：0.01-0.30％、Nb：0.03-0.30％、Ti：0.05-0.30％、N：≤0.30％、RE：0.02-0.50％，P和S：≤0.05，余量为铁。
8.根据权利要求7所述铸造高铬轧辊，其特征在于，轧辊组分以重量百分比计为：C：1.80-2.15％、Si：0.30-0.50％、Mn：0.50-0.70％、Cr：9.00-11.00％、Mo：0.40-0.60％、Cu：0.10-0.20％、Al：0.01-0.20％、Nb：0.03-0.30％、Ti：0.05-0.30％、N：≤0.30％、RE：0.02-0.50％，P和S为≤0.05，余量为铁。
9.根据权利要求7或8所述铸造高铬轧辊，其特征在于，轧辊基体组织为马氏体加残余奥氏体，碳化物含量为20-25％，轧辊硬度达54-62HRC。
10.根据权利要求9所述铸造高铬轧辊，其特征在于，所述轧辊圆周硬度不均匀度≤2HRC。
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