CN102371273A - 改进型高铬铸铁轧辊及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
改进型高铬铸铁轧辊及其生产方法，其特征在于，轧辊外层熔炼时添加了合金成分W和V，热处理工艺得到回火马氏体和弥散分布的球状、块状MC型碳化物，保证基体有高的强韧性和硬度。所述的高铬外层的化学成分重量百分比为：C 2.3～3.0％、Si 0.4～1.0％、Mn 0.4～1.0％、P＜0.06％、S＜0.01％、Cr 15～20％、Ni 1.0～1.5％、Mo 3.5～5.0％、V 0.5～1.0％、W 0.1～0.5％，其余为Fe。与现有技术相比，本发明的有益效果是：加入V和W，提高轧辊的高温红硬性；改进热处理工艺，改进后的轧辊毫米轧材同比增加20％～30％，平均每次轧辊的修磨量在0.3mm以内。
Description
技术领域
本发明涉及铸铁轧辊技术领域，特别是一种改进型高铬铸铁轧辊及其生产方法。
背景技术
随着轧钢技术的提高和轧钢厂成本管理加强，轧钢厂对轧辊的性能提出了更高的要求，特别是要求提高轧辊耐磨性，降低辊耗，加长换辊周期，提高毫米轧材率，因此热轧板带精轧前架工作辊用的材质一般选用高铬铁、高速钢材质，尤以高铬铸铁轧辊应用更普遍，轧辊工作在交变的高温和应力的作用下，其表面反复受到摩擦，会产生强烈的磨损，提高高铬铸铁轧辊的强韧性和耐磨性是轧钢技术和轧辊技术发展的要求，现在很多热轧厂精轧前架要求订购改进型高铬铸铁轧辊，国内有六十几条热轧生产线，有广泛的市场前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进型高铬铸铁轧辊及其生产方法，尤其在高温下工作能保持较高的强度和硬度，提高毫米轧材率。
本发明是采用以下技术方案实现的：
改进型高铬铸铁轧辊，包括高铬外层、芯部球墨铸铁，所述高铬外层的化学成分重量百分比为：C 2.3～3.0％、Si 0.4～1.0％、Mn 0.4～1.0％、P＜0.06％、S＜0.01％、Cr 15～20％、Ni 1.0～1.5％、Mo 3.5～5.0％、V 0.5～1.0％、W 0.1～0.5％，其余为Fe及不可避免的杂质；各成分之和为100％。
改进型高铬铸铁轧辊的生产方法，包括熔炼、变质和球化处理、离心铸造、芯部浇铸、热处理，其特征在于，轧辊高铬外层熔炼时添加了合金成分W和V，热处理工艺得到回火马氏体和弥散分布的球状、块状MC型碳化物，保证基体有高的强韧性和硬度，工作步骤叙述如下：
1)中频炉熔炼，分别进行高铬外层铁水熔炼，熔炼温度1500～1600℃，芯部球墨铸铁熔炼，熔炼温度1450～1500℃；
2)对高铬外层铁水进行变质处理，高铬外层铁水添加精炼变质剂为稀土和硅钡，添加量为0.2～0.6％，反应温度为1500～1600℃，对芯部球墨铸铁铁水进行球化及孕育处理，球化剂为钇基重稀土，添加量为1.1～1.7％，孕育剂为硅钡，添加量为0.4～1.0％，反应温度1450～1500℃；
3)离心铸造，先铸造高铬外层，离心速度600～720转/分钟，铸造厚度90～110mm，当铸层冷却到1225～1245℃时停止；
4)芯部球墨铸铁浇铸，将步骤3铸铁件与辊颈模具合箱，静态浇铸步骤2中经球化及孕育处理的芯部球墨铸铁铁水，浇注温度1360～1400℃；
5)常温冷却至150～155℃开箱后热处理，先以9～15℃/h的加热速度加热至350～400℃，保温2～8小时后，再以9～15℃/h的加热速度加热至1000～1100℃，保温3～5h后出窑淬火，然后以110～130℃/h的速度冷却至400～650℃，回窑保温2～12小时，以10～20℃/h的速度冷却至室温，2～8小时后再以9～13℃/h的加热速度加热至400～650℃，保温20～30小时后，以10～20℃/h的速度冷却至室温，2～8小时后再以9～13℃/h的加热速度加热至500～650℃，保温25～35小时后，以10～20℃/h的速度冷却至室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、加入V可强化基体，又可与碳、氮形成稳定碳、氮化合物，形成稳定的细小颗粒分布于组织中，细化铸造晶粒和改善铬、碳化物形态，保证基体中含有大量弥散分布的球状MC型碳化物；2、加入0.1～0.5％的W，形成W2C和W6C，固溶于基体中，强化基体，提高轧辊的高温红硬性，增加了耐磨性；3、改进热处理工艺，得到回火马氏体和弥散分布的球状、块状MC型碳化物，保证基体有高的强韧性，硬度，改进后的轧辊毫米轧材同比增加20％～30％，平均每次轧辊的修磨量在0.3mm以内。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
改进型高铬铸铁轧辊的生产方法，包括熔炼、变质和球化处理、离心铸造、芯部浇铸、热处理，轧辊外层熔炼时添加了合金成分W和V，热处理工艺得到回火马氏体和弥散分布的球状、块状MC型碳化物，保证基体有高的强韧性和硬度，工作步骤叙述如下：
1)中频炉熔炼，高铬外层铁水熔炼，熔炼温度1500～1600℃，高铬外层的化学成分重量百分比为：C 2.3～3.0％、Si 0.4～1.0％、Mn 0.4～1.0％、P＜0.06％、S＜0.01％、Cr 15～20％、Ni 1.0～1.5％、Mo 3.5～5.0％、V 0.5～1.0％、W 0.1～0.5％，其余为Fe及不可避免的杂质；各成分之和为100％。
芯部球墨铸铁熔炼，熔炼温度1450～1500℃，芯部球墨铸铁的化学成分重量百分比为：C 3.0～3.5％，Si 2.0～3.0％，Mn 0.2～0.8％，P 0～0.1％，S 0～0.03％，Cr 0～0.5％，Ni 0～0.5％，Mo 0～0.5％，Mg 0.02～0.06％，Re 0.01～0.03％。其余为Fe及不可避免的杂质。
2)对高铬外层铸铁铁水进行变质处理，高铬外层铸铁铁水添加精炼变质剂为稀土和硅钡，添加量为0.2～0.6％，反应温度为1500～1600℃，对芯部球墨铸铁铁水进行球化及孕育处理，球化剂为钇基重稀土，添加量为1.1～1.7％，孕育剂为硅钡，添加量为0.4～1.0％，反应温度1450～1500℃；
3)离心铸造，先铸造高铬外层，离心速度600～720转/分钟，铸造厚度90～110mm，当铸层冷却到1225～1245℃时停止；
4)芯部球墨铸铁浇注，将步骤3铸铁件与辊颈模具合箱，静态浇铸步骤2中经球化及孕育处理的芯部球墨铸铁铁水，浇注温度1360～1400℃；
5)常温冷却至150～155℃开箱后热处理，先以9～15℃/h的加热速度加热至350～400℃，保温2～8小时后，再以9～15℃/h的加热速度加热至1000～1100℃，保温3～5h后出窑淬火，然后以110～130℃/h的速度冷却至400～650℃，回窑保温2～12小时，以10～20℃/h的速度冷却至室温，2～8小时后再以9～13℃/h的加热速度加热至400～650℃，保温20～30小时后，以10～20℃/h的速度冷却至室温，2～8小时后再以9～13℃/h的加热速度加热至500～650℃，保温25～35小时后，以10～20℃/h的速度冷却至室温。
6)超声波探伤，标准GB/T1504-2008。
7)质量测试与分析：
①轧辊试样高铬外层成分参数见表1；
②统计轧辊上机使用、磨削记录见表2。
表1轧辊试样高铬外层成分参数
| 编号 | C％ | Si％ | Mn％ | P％ | S％ | Cr％ | Ni％ | Mo％ | V％ | W％ |
| 1 | 2.85 | 0.5 | 0.82 | 0.01 | 0.007 | 18.5 | 1.48 | 3.5 | 1.0 | 0.25 |
| 2 | 2.8 | 0.56 | 0.84 | 0.05 | 0.008 | 18.7 | 1.50 | 3.8 | 0.9 | 0.26 |
| 3 | 2.9 | 0.66 | 0.86 | 0.06 | 0.007 | 20 | 1.45 | 4.87 | 1.48 | 0.50 |
| 4 | 2.95 | 0.62 | 0.90 | 0.02 | 0.008 | 19.8 | 1.50 | 4.9 | 1.5 | 0.49 |
表2统计轧辊上机使用、磨削记录
Claims (2)
1.改进型高铬铸铁轧辊，包括高铬外层、芯部球墨铸铁，其特征在于，所述高铬外层的化学成分重量百分比为：C 2.3～3.0％、Si 0.4～1.0％、Mn 0.4～1.0％、P＜0.06％、S＜0.01％、Cr 15～20％、Ni 1.0～1.5％、Mo 3.5～5.0％、V 0.5～1.0％、W 0.1～0.5％，其余为Fe及不可避免的杂质；各成分之和为100％。
2.权利要求1所述的改进型高铬铸铁轧辊的生产方法，包括熔炼、变质和球化处理、离心铸造、芯部浇铸、热处理，其特征在于，轧辊外层熔炼时添加了合金成分W和V，热处理工艺得到回火马氏体和弥散分布的球状、块状MC型碳化物，保证基体有高的强韧性和硬度，工作步骤叙述如下：
1)中频炉熔炼，分别进行高铬外层铁水熔炼，熔炼温度1500～1600℃，芯部球墨铸铁熔炼，熔炼温度1450～1500℃；
2)对高铬外层铁水进行变质处理，高铬外层铁水添加精炼变质剂为稀土和硅钡，添加量为0.2～0.6％，反应温度为1500～1600℃，对芯部球墨铸铁铁水进行球化及孕育处理，球化剂为钇基重稀土，添加量为1.1～1.7％，孕育剂为硅钡，添加量为0.4～1.0％，反应温度1450～1500℃；
3)离心铸造，先铸造高铬外层，离心速度600～720转/分钟，铸造厚度90～110mm，当铸层冷却到1225～1245℃时停止；
4)芯部球墨铸铁浇铸，将步骤3铸铁件与辊颈模具合箱，静态浇铸步骤2中经球化及孕育处理的芯部球墨铸铁铁水，浇注温度1360～1400℃；
5)常温冷却至150～155℃开箱后热处理，先以9～15℃/h的加热速度加热至350～400℃，保温2～8小时后，再以9～15℃/h的加热速度加热至1000～1100℃，保温3～5h后出窑淬火，然后以110～130℃/h的速度冷却至400～650℃，回窑保温2～12小时，以10～20℃/h的速度冷却至室温，2～8小时后再以9～13℃/h的加热速度加热至400～650℃，保温20～30小时后，以10～20℃/h的速度冷却至室温，2～8小时后再以9～13℃/h的加热速度加热至500～650℃，保温25～35小时后，以10～20℃/h的速度冷却至室温。
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