CN104148399A

CN104148399A - 用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊及其制备方法

Info

Publication number: CN104148399A
Application number: CN201410268466.XA
Authority: CN
Inventors: 徐继亮; 符寒光
Original assignee: Zaozhuang Rui Xing Machinery Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Zaozhuang Rui Xing Machinery Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2014-06-16
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2034-06-16
Also published as: CN104148399B

Abstract

用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊及其制备方法，属于轧钢技术领域。由外层合金球墨铸铁和内层高强度灰铁以及高强度热轧中碳圆钢辊轴组成，外层合金球墨铸铁和内层高强度灰铁通过离心铸造复合而成，内层高强度灰铁与辊轴高强度热轧中碳圆钢热装复合于一体，获得高强度耐磨复合轧辊，具有生产工艺简便、轧辊使用周期长、生产成本低等特点，推广应用具有良好的经济和社会效益。

Description

用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊及其制备方法

技术领域

本发明公开了耐磨轧辊及其制备方法，特别涉及用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊及其制备方法，属于轧钢技术领域。

背景技术

中轧机架轧辊一方面具有较深的孔型和较大的轧制压力，所以轧辊的强度仍然是至关重要的；另一方面由于轧辊孔型尺寸较大，槽底的冷却不能充分进行，因此，轧辊的抗热裂纹性和冲击韧性不可忽视。同时，该机架轧辊的耐磨性与粗轧机架相比提出了更高的要求，特别是槽底的硬度与槽顶的硬度保持相近。因此，中轧机架常选用基体组织为珠光体的、轧辊表面硬度为60-68HSD珠光体球墨铸铁Ⅱ或Ⅲ。尽管针状贝氏体球铁轧辊耐磨性较好，但抗热裂性能却比珠光体球铁轧辊稍差，加之其价格较高，一般不用在该机架。为了提高球墨铸铁轧辊性能，中国发明专利CN103320676A公开了一种合金球墨铸铁轧辊，包括按质量百分比组成的下列成分：C：3.6％-3.8％，Si：1.7％-2.0％，Mn：0.6％-0.7％，P：≤0.025％，S：≤0.02％，Cr：0.1％-0.3％，Ni：1.5％-2.0％，Mo：0.4％-0.6％，Mg：0.04-0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质。该发明的合金球墨铸铁轧辊能够提高轧辊的抗弯强度、冲击韧度、挠度、断面收缩率、断后伸长率和屈服强度。中国发明专利CN103305651A还公开了一种合金球墨铸铁轧辊的熔炼工艺，包括以下步骤：先将第一份回炉料置于中频感应炉内熔化；再加入第一份优质废钢进行熔炼；待回炉料和优质废钢溶化后，升温至1360-1380℃，加入第一份增碳剂，边搅拌边加入铁屑；待熔化后，加入第二份优质废钢；溶化后升温至1360-1380℃，加入第二份增碳剂；溶化后再加入第二份回炉料；溶化后升温至1380-1400℃保温2.5-5分钟；所述第一份回炉料：第二份回炉料为1:4，所述第一份优质废钢：第二份优质废钢为2:3，所述第一份增碳剂：第二份增碳剂为4:1。该发明能够提高轧辊的力学性能，并延长使用寿命，降低成本。中国发明专利CN102615107A还公开了一种高硫合金离心复合球墨铸铁轧辊及其制造方法，由外层和芯部组成，其中，作为一种新型材料，突破了元素硫在钢铁中是有害杂质的传统概念，外层合金成分中S的质量百分比达到1.9-3.0。该发明采用高硫合金球墨铸铁离心复合铸造方法制作轧辊，在制造过程中S可以与Cr、Ae、Mn、Ｗ、Ｖ、Mo等在轧辊外层形成硫化物，具有阻止轧辊被硫化和氧化的作用，起到抗高温、耐磨性好、防腐蚀、自润滑等作用，可节省高合金材料。中国发明专利CN101654734还公开了一种万能轧机合金球墨铸铁轧辊的制造方法。该方法包括熔炼、铁水球化及孕育处理，浇铸轧辊，冷却开箱，预开孔型，该方法在预开孔型后采用热处理工艺，使轧辊经过高温奥氏体化和均匀化后，通过快速冷却，使得开槽轧辊的槽底及侧面基体组织得到细化，满足轧辊的槽底及侧面的耐磨性能。该方法通过对轧辊上预开孔槽后采用热处理工艺，使轧辊经过高温奥氏体化和均匀化后，通过快速冷却，基体组织得到细化，使得开槽轧辊的槽底及侧面基体组织得到细化，轧辊的槽底及侧面耐磨性能大大提高。中国发明专利CN1070600还公开了一种离心复合球墨铸铁轧辊的生产方法，首先将球化处理后的外层铁水，浇入到具有一定旋转速度的离心机上的铸型内，外层铁水的浇注温度为1350～1400℃，浇注时，铸型的温度为150～250℃；当外层铁水凝固后，再浇入经球化处理后的芯部铁水，芯部铁水的浇注温度为1350～1390℃，其特征在于：A、离心铸造的轧辊外层及芯部均为球墨铸铁；B、轧辊外层铁水的化学成分(重量％)为：C2.9～3.8％，Si1.0～2.5％，Mn0.3～1.0％，Ni0.5～5.0％，Cr0.1～1.0％，Mo0.1～1.0％，Y0.12～0.5％，P＜0.2％，S＜0.03％，余为Fe。C、轧辊外层铁水采用稀土钇(y)为球化剂，钇的加入量为外层铁水总量的0.2～1.0％。

近年来，国外已将半高速钢轧辊引入轧钢中轧机架，促进了中轧机架轧辊耐磨性的提高，中国发明专利CN101574706公开了一种亚半高速钢轧辊的热处理工艺，亚半高速钢轧辊的组成为：①化学成份质量含量：C：0.5～1.2％，Si：0.20～0.85％，Cr：0.90～5.00％，Mn+Mo+Ni+V+Ti+Re：1.2～5.0％；②组织：珠光体+索式体+MC、M₂C+少量铁素体；或马氏体+残奥+Mc、M2c；③HSD：55～75，其步骤是：(1).在轧辊脱模清砂之后，炉内温度≤120℃时装进炉窑热处理；(2).进窑后开始升温，根据轧辊的材质和重量选择升温速度：以≤20℃/h升温至360±20℃时，进行12小时的均匀化保温处理，继续以≤25℃/h升温至680±20℃，进行12小时的均匀化保温处理；再以≤50℃/h升温至1000±20℃时，进行36小时左右的扩散处理，吊下平车空冷并清除灰尘；(3).待空冷至450-500℃时，将轧辊翻边，重新装炉预热保温5.5～6.5小时、待内外温度相近时开始以≤30℃/h升温至680±20℃，进行5.5～6.5小时的保温均匀处理，再以≤50℃/h升温至920±20℃，进行20小时的正火或雾化处理，据要求采取雾冷、风冷、空冷或组合处理；(4).待轧辊冷却至400±20℃时，重新装炉、保温5.5～6.5小时、待内外温度相近时开始以≤30℃/h升温至680±20℃，进行36～40小时的去应力退火处理，然后随炉冷却至200℃时开炉门吊保温坑或出炉冷却。中国发明专利CN1861827还公开了半高速钢复合轧辊，包括工作层及球墨铸铁芯部，其特征在于所说工作层组成为：C1.0-2.0wt％，Si0.6-1.0wt％，Mn0.2-1.0wt％，Ni0.5-1.5wt％，Cr4.0-6.0wt％，Mo2.0-3.5wt％，V2.0-4.0wt％，W1.0-2.5wt％，RE0.01-0.1wt％，B0.03-0.08wt％，Al0.03-0.1wt％，P≤0.03wt％，S≤0.015wt％，余量为铁及不可避免的杂质元素，熔炼，出钢前加入稀土、硅钙复合变质剂，加入保护渣，离心浇铸工作层，然后用熔化的球墨铸铁离心浇注中间过渡层和芯部。中国发明专利CN101407891还公开了一种含硼半高速钢冷轧辊，其特征在于，所述的轧辊的化学成分为，重量％：0.30-0.45C、3.8-4.2Cr、0.2-0.6Si、0.2-0.6Mn、0.5-0.8Mo、0.2-0.4Ni、0.3-0.6Cu、0.6-1.0B、0.3-0.7V、0.6-0.8Ti、0.1-0.3Nb、0.03-0.10N、0.25-0.45A1，S<0.03，P<0.04，余量Fe。包括以下步骤：1)首先在电炉内熔化含硼半高速钢，即将废钢、铬铁、生铁、硅铁、锰铁、钼铁、镍板和铜板混合加热熔化，当钢水温度升至1550-1600℃时，用铝脱氧和合金化，然后依次加入钒铁、铌铁、钛铁和硼铁，并将钢水升温至1600-1620℃，炉前调整成分合格后，将钢水浇入浇包，浇包内预先放置有颗粒尺寸8-10mm的氮化铬铁；2)采用钢包底吹氩气对钢水进行净化处理，钢包底吹氩气流量为6-12Nm³/h，吹氩时间4-10min；3)将上述钢水在离心机内浇注成轧辊外层，芯部采用球墨铸铁；4)轧辊粗加工后，在1020-1080℃加热，保温2-6小时后，喷水雾冷却，随后在450-520℃回火两次，回火保温时间5-10小时，最后精加工至规定尺寸和精度。中国发明专利CN101956145A还公开了一种半高速钢冷轧中间辊的制造方法，其特征在于其材质中的化学组分及重量百分含量为：C0.61～0.75，Si1.33～2.00，Mn0.35～0.45，Cr5.10～5.34，Mo1.01～2.00，V0.86～1.00，Ni0.47～0.80，S≤0.025，P≤0.025，其余为Fe和不可避免的杂质。其制造方法包括下列工艺步骤：①按照各化学组分及含量制得冷轧辊钢坯；②对轧辊钢坯进行粗车和调质处理；③淬火热处理，淬火温度为960℃～1000℃；④回火处理，回火保温温度为450℃～550℃，保温时间为70h～120h。

但是，国内外目前用于轧钢中轧机架的轧辊普遍存在耐磨性和抗热疲劳性能差的不足，导致轧辊更换频繁，影响轧钢正常生产。

发明内容

本发明目的是开发一种具有良好耐磨性和抗热疲劳性能，并可用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊及制备方法，本发明轧辊在球墨铸铁材料基础上，利用球铁材料优异的抗热疲劳性能，进一步加入提高球铁材料抗高温磨损性能的合金元素，达到提高轧辊耐磨性的目的。

本发明的目的可以通过以下措施来实现：

本发明用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊由外层合金球墨铸铁、内层高强度灰铁和热轧中碳圆钢辊轴组成，其中外层合金球墨铸铁和内层高强度灰铁通过离心铸造复合而成辊套，外层合金球墨铸铁和内层高强度灰铁通过离心铸造复合而成的辊套经机加工后与辊轴热轧中碳圆钢热装复合于一体，获得高强度耐磨复合轧辊；其外层合金球墨铸铁化学组成按质量百分比％为：3.40～3.55C,2.05～2.25Si,0.35～0.55Mn,0.30～0.45Ni,0.25～0.40Cr,0.6～0.8W,0.6～0.9V,1.2～1.5Mo,1.2～1.4Cu,0.030～0.035Zr,0.04～0.06Mg,0.30～0.45Al,0.015～0.025Bi,P<0.04,S<0.03,余量为铁及不可避免的杂质元素；其内层高强度灰铁化学组成按质量百分比％为：2.7～3.0C,1.1～1.4Si,1.1～1.4Mn,0.03～0.06Ti,0.020～0.025N,0.4～0.6Cr,0.03～0.05Y,0.015～0.023Ta,0.011～0.018Nb,0.10～0.19W,P<0.08,S<0.05,余量为铁及不可避免的杂质元素。本发明用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊具体制备方法如下：

①分别在两台中频感应电炉内熔炼复合轧辊外层合金球墨铸铁和内层高强度灰铁，外层合金球墨铸铁化学组成按质量百分比％为：3.40～3.55C,2.05～2.25Si,0.35～0.55Mn,0.30～0.45Ni,0.25～0.40Cr,0.6～0.8W,0.6～0.9V,1.2～1.5Mo,1.2～1.4Cu,0.030～0.035Zr,0.04～0.06Mg,0.30～0.45Al,0.015～0.025Bi,P<0.04,S<0.03,余量为铁及不可避免的杂质元素；内层高强度灰铁化学组成按质量百分比％为：2.7～3.0C,1.1～1.4Si,1.1～1.4Mn,0.03～0.06Ti,0.020～0.025N,0.4～0.6Cr,0.03～0.05Y,0.015～0.023Ta,0.011～0.018Nb,0.10～0.19W,P<0.08,S<0.05,余量为铁及不可避免的杂质元素；外层合金球墨铸铁冶炼工艺是：先将废钢、增碳剂、铬铁、镍板、铜板、钨铁和钼铁混合加热熔化，铁水温度达到1500～1520℃时，加入硅铁和锰铁，进行预脱氧和合金化，继续加热至1530～1550℃时，加入铝脱氧和合金化，继续加热至1560～1580℃时，加入钒铁合金，并在此温度下保温4～6分钟，铁水成分调整合格后出炉；

②将上述合金球墨铸铁铁水出炉到浇包，浇包底部预先放置镍镁合金和铜镁合金，并用铸铁屑覆盖，用于合金铁水球化处理，当合金球墨铸铁铁水温度降至1330～1360℃时，将其浇入离心机上高速旋转的铸型中，并在浇注过程中，随铁水流加入FeSi75硅铁合金颗粒、硅锆铁合金颗粒和金属铋颗粒；

③当外层铁水浇注6～10分钟后，浇注内层高强度灰铁铁水，内层高强度灰铁铁水的浇注温度是1360～1390℃，继续在离心机上旋转10～15分钟，停机取出外层合金球墨铸铁和内层高强度灰铁通过离心铸造复合而成的辊套，并将辊套入炉加热至500～550℃，保温6～10小时后，炉冷至温度低于200℃后，出炉空冷至室温，进行粗加工。

④将粗加工后的辊套继续随炉加热至380～400℃，保温1～2小时后出炉，与加工好的热轧中碳圆钢辊轴进行热装复合，即可得到用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊，最后将其精加工至规定尺寸和精度。

优选步骤②中随铁水流加入占铁水质量分数0.15～0.25％的FeSi75硅铁合金颗粒、0.08～0.10％的硅锆铁合金颗粒和0.016～0.026％的金属铋颗粒。

如上所述FeSi75硅铁合金颗粒、硅锆铁合金颗粒和金属铋颗粒的尺寸分别为0.5～2.5mm、0.5～2.5mm和1.0～2.0mm。

如上所述硅锆铁合金颗粒的化学组成及其质量分数是：35～40％Zr,45～50％Si,C<0.5％,S<0.04％,P<0.04％,余量为铁及不可避免的杂质元素。

本发明用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊与现有技术相比具有以下特点：

1)本发明轧辊热处理工艺简单，不需要复杂的高温热处理，热处理时间短、能耗低，生产周期短；

2)本发明轧辊具有优异的耐磨性和良好的抗热疲劳性能，其使用寿命比常用珠光体球墨铸铁轧辊提高150～180％，比半高速钢轧辊提高20～35％，生产成本比半高速钢轧辊降低30％以上；

3)本发明轧辊辊轴可以重复使用，具有节能降耗优势，推广应用具有良好的经济和社会效益。

附图说明

图1本发明轧辊示意图；

1-外层(合金球墨铸铁)，2-内层(高强度灰铁)，3-辊轴(热轧中碳圆钢)。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详述，但本发明并不限于以下实施例。

用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊由外层合金球墨铸铁1和内层高强度灰铁2以及热轧中碳圆钢辊轴3组成，其中外层1合金球墨铸铁和内层2高强度灰铁通过离心铸造复合而成，外层1合金球墨铸铁和内层2高强度灰铁通过离心铸造复合而成的辊套经机加工后与辊轴3热轧中碳圆钢热装复合于一体，获得高强度耐磨复合轧辊。

实施例1：

本发明用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊具体制备方法如下：

①分别在两台500公斤中频感应电炉内熔炼复合轧辊外层1合金球墨铸铁和内层2高强度灰铁，外层1合金球墨铸铁冶炼工艺是：先将废钢、增碳剂、铬铁、镍板、铜板、钨铁和钼铁混合加热熔化，铁水温度达到1519℃时，加入硅铁和锰铁，进行预脱氧和合金化，继续加热至1548℃时，加入铝脱氧和合金化，继续加热至1578℃时，加入钒铁合金，并在此温度下保温4分钟，铁水成分调整合格后出炉。

②将上述合金球墨铸铁铁水出炉到浇包，浇包底部预先放置镍镁合金和铜镁合金，并用铸铁屑覆盖，用于合金铁水球化处理，当合金球墨铸铁铁水温度降至1356℃时，将其浇入离心机上高速旋转的铸型中，并在浇注过程中，随铁水流加入占入型铁水质量分数0.15％的FeSi75硅铁合金颗粒(颗粒尺寸0.5～2.5mm)、0.10％的硅锆铁合金(硅锆铁合金的化学组成及其质量分数是：35.04％Zr,45.73％Si,0.26C％,0.021％S,0.029％P,余量为铁及不可避免的杂质元素)颗粒(颗粒尺寸0.5～2.5mm)和0.016％的金属铋颗粒(颗粒尺寸1.0～2.0mm)。

③当外层1铁水浇注6分钟后，浇注内层2高强度灰铁铁水，内层2高强度灰铁铁水的浇注温度是1377℃，继续在离心机上旋转10分钟，停机取出外层1合金球墨铸铁和内层2高强度灰铁通过离心铸造复合而成的辊套，并将辊套入炉加热至500℃，保温8小时后，炉冷至温度低于200℃后，出炉空冷至室温，进行粗加工。

④将粗加工后的辊套继续随炉加热至380℃，保温1小时后出炉，与加工好的热轧中碳35号圆钢辊轴3进行热装复合，热装过盈量0.17mm，即可得到用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊，最后将其精加工至规定尺寸和精度。外层1合金球墨铸铁的成分见表1，内层2高强度灰铁的成分见表2，轧辊力学性能见表3。

实施例2：

用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊由外层合金球墨铸铁1和内层高强度灰铁2以及热轧中碳圆钢辊轴3组成，其中外层1合金球墨铸铁和内层2高强度灰铁通过离心铸造复合而成，外层1合金球墨铸铁和内层2高强度灰铁通过离心铸造复合而成的辊套经机加工后与辊轴3热轧中碳圆钢热装复合于一体，获得高强度耐磨复合轧辊。本发明用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊具体制备方法如下：

①分别在两台1000公斤中频感应电炉内熔炼复合轧辊外层1合金球墨铸铁和内层2高强度灰铁，外层1合金球墨铸铁冶炼工艺是：先将废钢、增碳剂、铬铁、镍板、铜板、钨铁和钼铁混合加热熔化，铁水温度达到1504℃时，加入硅铁和锰铁，进行预脱氧和合金化，继续加热至1530℃时，加入铝脱氧和合金化，继续加热至1565℃时，加入钒铁合金，并在此温度下保温6分钟，铁水成分调整合格后出炉。

②将上述合金球墨铸铁铁水出炉到浇包，浇包底部预先放置镍镁合金和铜镁合金，并用铸铁屑覆盖，用于合金铁水球化处理，当合金球墨铸铁铁水温度降至1333℃时，将其浇入离心机上高速旋转的铸型中，并在浇注过程中，随铁水流加入占入型铁水质量分数0.25％的FeSi75硅铁合金颗粒(颗粒尺寸0.5～2.5mm)、0.08％的硅锆铁合金(硅锆铁合金的化学组成及其质量分数是：39.71％Zr,48.80％Si,0.32％C,0.018％S,0.025％P,余量为铁及不可避免的杂质元素)颗粒(颗粒尺寸0.5～2.5mm)和0.026％的金属铋颗粒(颗粒尺寸1.0～2.0mm)。

③当外层1铁水浇注10分钟后，浇注内层2高强度灰铁铁水，内层2高强度灰铁铁水的浇注温度是1364℃，继续在离心机上旋转15分钟，停机取出外层1合金球墨铸铁和内层2高强度灰铁通过离心铸造复合而成的辊套，并将辊套入炉加热至550℃，保温8小时后，炉冷至温度低于200℃后，出炉空冷至室温，进行粗加工。

④将粗加工后的辊套继续随炉加热至400℃，保温2小时后出炉，与加工好的热轧中碳35号圆钢辊轴3进行热装复合，热装过盈量0.20mm，即可得到用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊，最后将其精加工至规定尺寸和精度。外层1合金球墨铸铁的成分见表1，内层2高强度灰铁的成分见表2，轧辊力学性能见表3。

实施例3：

①分别在两台500公斤中频感应电炉内熔炼复合轧辊外层1合金球墨铸铁和内层2高强度灰铁，外层1合金球墨铸铁冶炼工艺是：先将废钢、增碳剂、铬铁、镍板、铜板、钨铁和钼铁混合加热熔化，铁水温度达到1512℃时，加入硅铁和锰铁，进行预脱氧和合金化，继续加热至1538℃时，加入铝脱氧和合金化，继续加热至1571℃时，加入钒铁合金，并在此温度下保温5分钟，铁水成分调整合格后出炉。

②将上述合金球墨铸铁铁水出炉到浇包，浇包底部预先放置镍镁合金和铜镁合金，并用铸铁屑覆盖，用于合金铁水球化处理，当合金球墨铸铁铁水温度降至1355℃时，将其浇入离心机上高速旋转的铸型中，并在浇注过程中，随铁水流加入占入型铁水质量分数0.20％的FeSi75硅铁合金颗粒(颗粒尺寸0.5～2.5mm)、0.09％的硅锆铁合金(硅锆铁合金的化学组成及其质量分数是：37.24％Zr,47.86％Si,0.30％C,0.031％S,0.035％P,余量为铁及不可避免的杂质元素)颗粒(颗粒尺寸0.5～2.5mm)和0.02％的金属铋颗粒(颗粒尺寸1.0～2.0mm)。

③当外层1铁水浇注8分钟后，浇注内层2高强度灰铁铁水，内层2高强度灰铁铁水的浇注温度是1382℃，继续在离心机上旋转12分钟，停机取出外层1合金球墨铸铁和内层2高强度灰铁通过离心铸造复合而成的辊套，并将辊套入炉加热至530℃，保温10小时后，炉冷至温度低于200℃后，出炉空冷至室温，进行粗加工。

④将粗加工后的辊套继续随炉加热至390℃，保温1小时后出炉，与加工好的热轧中碳45号圆钢辊轴3进行热装复合，热装过盈量0.16mm，即可得到用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊，最后将其精加工至规定尺寸和精度。外层1合金球墨铸铁的成分见表1，内层2高强度灰铁的成分见表2，轧辊力学性能见表3。

表1 外层1合金球墨铸铁的成分(质量分数，％)

元素	C	Si	Mn	Ni	Cr	W	V	Mo
									实施例1	3.41	2.25	0.54	0.33	0.29	0.78	0.71	1.28
实施例2	3.52	2.08	0.48	0.40	0.25	0.69	0.63	1.37
									实施例3	3.47	2.16	0.37	0.44	0.38	0.60	0.88	1.46
元素	Cu	Zr	Mg	Al	Bi	S	P	铁及不可避

								免的杂质
									实施例1	1.25	0.035	0.047	0.41	0.015	0.009	0.028	余量
实施例2	1.27	0.031	0.059	0.33	0.024	0.008	0.031	余量
									实施例3	1.36	0.033	0.055	0.39	0.019	0.013	0.035	余量

表2 内层2高强度灰铁的成分(质量分数，％)

表3 轧辊力学性能

力学性能	辊面硬度/HSD	辊面硬度差/HSD	外层抗拉强度/MPa
				实施例1	72.5	1.1	865
实施例2	74.1	1.4	880
				实施例3	73.0	1.2	855

本发明轧辊已在棒材轧机、线材轧机和型材轧机的中间机架进行了装机使用试验，本发明轧辊硬度高、硬度均匀性好、磨损均匀，热疲劳裂纹细小，且热疲劳裂纹扩展缓慢，本发明轧辊使用安全、可靠，其使用寿命比常用珠光体球墨铸铁轧辊提高150～180％，比半高速钢轧辊提高20～35％，生产成本比半高速钢轧辊降低30％以上，推广应用本发明轧辊具有良好的经济和社会效益。

Claims

1.用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊，其特征在于，由外层合金球墨铸铁、内层高强度灰铁和热轧中碳圆钢辊轴组成，其中外层合金球墨铸铁和内层高强度灰铁通过离心铸造复合而成辊套，外层合金球墨铸铁和内层高强度灰铁通过离心铸造复合而成的辊套经机加工后与辊轴热轧中碳圆钢热装复合于一体，获得高强度耐磨复合轧辊；其外层合金球墨铸铁化学组成按质量百分比％为：3.40～3.55C,2.05～2.25Si,0.35～0.55Mn,0.30～0.45Ni,0.25～0.40Cr,0.6～0.8W,0.6～0.9V,1.2～1.5Mo,1.2～1.4Cu,0.030～0.035Zr,0.04～0.06Mg,0.30～0.45Al,0.015～0.025Bi,P<0.04,S<0.03,余量为铁及不可避免的杂质元素；其内层高强度灰铁化学组成按质量百分比％为：2.7～3.0C,1.1～1.4Si,1.1～1.4Mn,0.03～0.06Ti,0.020～0.025N,0.4～0.6Cr,0.03～0.05Y,0.015～0.023Ta,0.011～0.018Nb,0.10～0.19W,P<0.08,S<0.05,余量为铁及不可避免的杂质元素。

2.用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

②将上述合金球墨铸铁铁水出炉到浇包，浇包底部预先放置镍镁合金和铜镁合金，并用铸铁屑覆盖，用于合金铁水球化处理，当合金球墨铸铁铁水温度降至1330～1360℃时，将其浇入离心机上高速旋转的铸型中，并在浇注过程中，随铁水流加入占入型铁水质量分数0.15～0.25％的FeSi75硅铁合金颗粒、0.08～0.10％的硅锆铁合金颗粒和0.016～0.026％的金属铋颗粒；

③当外层铁水浇注6～10分钟后，浇注内层高强度灰铁铁水，内层高强度灰铁铁水的浇注温度是1360～1390℃，继续在离心机上旋转10～15分钟，停机取出外层合金球墨铸铁和内层高强度灰铁通过离心铸造复合而成的辊套，并将辊套入炉加热至500～550℃，保温6～10小时后，炉冷至温度低于200℃后，出炉空冷至室温，进行粗加工；

3.按照权利要求2的方法，其特征在于，FeSi75硅铁合金颗粒、硅锆铁合金颗粒和金属铋颗粒的尺寸分别为0.5～2.5mm、0.5～2.5mm和1.0～2.0mm。

4.按照权利要求2的方法，其特征在于，硅锆铁合金颗粒的化学组成及其质量分数是：35～40％Zr,45～50％Si,C<0.5％,S<0.04％,P<0.04％,余量为铁及不可避免的杂质元素。

5.按照权利要求2的方法，其特征在于，②中随铁水流加入占铁水质量分数0.15～0.25％的FeSi75硅铁合金颗粒、0.08～0.10％的硅锆铁合金颗粒和0.016～0.026％的金属铋颗粒。