CN104646422A

CN104646422A - 多辊轧机中间辊及其制造方法

Info

Publication number: CN104646422A
Application number: CN201510048820.2A
Authority: CN
Inventors: 许强; 胡现龙; 孙菲菲; 陈伟; 张青; 丁辉
Original assignee: BAOGANG ROLLER TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BAOGANG ROLLER TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2035-01-30
Also published as: CN104646422B

Abstract

本发明公开了一种多辊轧机中间辊及其制造方法，其化学成分及重量百分比如下：碳0.80～0.90%、硅0.60～1.00%、锰0.40～0.60%、铬7.00～8.00%、钼1.80～2.20%、钒0.40～0.70%、磷≤0.025%、硫≤0.010%、其余为铁和不可避免的杂质。其制造方法包括冶炼和锻造辊坯、预备热处理以及最终热处理；其中预备热处理采用960～980℃的调质淬火处理和600～630℃的回火处理；最终热处理采用1020～1070℃的整体淬火处理、-75℃的冷处理以及500～550℃的回火处理。本发明的多辊轧机中间辊具有较高的耐磨性能以及较好的抗事故性能，能够满足森吉米尔轧机的要求。

Description

多辊轧机中间辊及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种多辊轧机中间辊及其制造方法，尤其涉及一种能够满足森吉米尔轧机要求的多辊轧机中间辊及其制造方法。

背景技术

随着国内森吉米尔轧机、S6轧机以及其它类型的多辊轧机的不断增加，以森吉米尔中间辊为代表的小直径多辊轧机中间辊的需求量也越来越大。

中国专利文献CN101956145A公开了一种半高速钢冷轧中间辊及其制造方法，该冷轧中间辊的化学组分及重量百分含量为：C0.50～0.90%；Si0.5～2.00%；Mn0.20～1.00%；Cr4.50～6.00%；Mo0.50～2.00%；V0.20～1.00%；Ni≤0.80%；S≤0.025%；P≤0.025%；其余为Fe和不可避免的杂质。该冷轧辊的制造方法包括制作冷轧辊钢坯、粗车和调质处理、淬火热处理以及回火处理。其中淬火保温温度为940～1000℃，回火保温温度为450～550℃，保温时间为30h～120h。

该中间辊属于应用在六辊轧机上的大直径中间辊，其基体硬度一般低于80HSD，耐磨性能和抗事故性能均不佳，无法满足对抗事故性能和耐磨性能要求较高的森吉米尔轧机中间辊的要求。

发明内容

本发明的目的之一在于解决上述问题，提供一种具有较高的耐磨性能以及较好的抗事故性能、从而能够满足森吉米尔轧机要求的多辊轧机中间辊。

本发明的另一目的在于提供上述多辊轧机中间辊的制造方法。

实现本发明目的之一的技术方案是：一种多辊轧机中间辊，其化学成分及重量百分比如下：碳0.80～0.90%、硅0.60～1.00%、锰0.40～0.60%、铬7.00～8.00%、钼1.80～2.20%、钒0.40～0.70%、磷≤0.025%、硫≤0.010%、其余为铁和不可避免的杂质。

进一步地，铬优选为7.20～7.80%，钼优选为1.90～2.10%。

更进一步地，铬更优选为7.50%，钼更优选为2.00%。

实现本发明另一目的的技术方案是：上述多辊轧机中间辊的制造方法，包括按照化学成分及重量百分比冶炼和锻造辊坯、预备热处理以及最终热处理。

常规的中间辊预备热处理方法为880～930℃的调质淬火处理或者1070℃的正火处理。前者主要是改善晶粒大小并达到合适的机械加工硬度，但是由于加热温度较低，大块碳化物无法充分溶解，后期的最终热处理将无法发挥材料最高的综合性能；后者加热温度高，能够充分溶解组织间的合金碳化物，为最终热处理均匀组织做好准备，但是加热时间需要精确控制，在如此高的温度下容易产生粗晶现象，且正火后组织硬度较高，不利于中间工序的机械加工。本发明通过细致复杂的实验，最终确定采用960～980℃的调质淬火处理，以保证获得细小的晶粒；同时，适当延长淬火保温时间，促使合金碳化物充分溶解，奥化转变更为充分。

油冷获得的组织是以粒状贝氏体为主的显微组织，该类组织韧性较差，在冷却过程中组织转变应力及冷热应力的影响下，容易在尖锐倒角处或者组织较差处形成裂纹源，导致产品开裂。因此，为了降低因冷却产生的复杂应力影响，避免产品在工序生产中开裂，本发明在整个加热冷却过程中需要控制产品芯部及表面的温度差。具体而言是：首先，采用分段控温式台式炉，通过精确的在线电脑控温，使得产品表面温度差≤3℃；其次，在冷却前空冷1～2min（视产品直径而定），降低表面温度，控制产品和冷却液之间的温度差，从减缓了冷却速率，降低了应力值；再次，将冷却好的产品及时转入200～400℃等温加热炉，避免因温度降低而导致组织进一步转变；最后，缓慢升温至回火温度600～630℃，按照工艺时间保温后出炉。

最终热处理是为了获得低应力状态下的高硬度马氏体组织，残余奥氏体必须控制在5%以内。本发明通过细致复杂的实验，最终确定最终热处理的工艺如下：采用保护气氛加热炉进行整体淬火处理，温度为1020～1070℃；然后进行冷处理，温度为-75℃；最后进行回火处理，温度为500～550℃，且进行2～4次回火。根据上述方法，避免了因残奥过于稳定而无法充分转变的情况，同时通过多次的回火及除应力，使得产品工序应力和成品应力降低为150MPa以内，残奥量基本控制在3%以内，确保产品在客户使用过程中不变形、抗事故。

本发明具有的积极效果：本发明重新设计配比Cr、Mo等强碳化合物元素的含量，同时结合相应的热处理工艺，可以制造基体硬度为87～90HSD、单位mm轧制量较高、磨损率较低的多辊轧机中间辊。此种中间辊具有较高的耐磨性能以及较好的抗事故性能，能够满足森吉米尔轧机的要求。

具体实施方式

（实施例1）

本实施例的多辊轧机中间辊的化学成分及重量百分比如下：碳0.85%、硅0.80%、锰0.50%、铬7.50%、钼2.00%、钒0.50%、磷0.015%、硫0.005%、其余为铁和不可避免的杂质。

本实施例的多辊轧机中间辊的制造方法如下：

①按照化学成分及重量百分比冶炼和锻造辊坯。

②预备热处理：先在970℃的温度下进行调质淬火处理，然后先空冷1～2min再油冷，接着转入300℃等温加热炉，最后在615℃的温度下进行回火处理。

③最终热处理：先在保护气氛加热炉中加热到1050℃进行整体淬火处理，然后在-75℃的温度下进行冷处理，最后在530℃的温度下进行回火处理，回火处理重复3次，总时间约90h。

本实施例的多辊轧机中间辊的相关性能参数见表1。

（实施例2～实施例5）

各实施例与实施例1基本相同，不同之处见表1。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						碳	0.85%	0.90%	0.80%	0.85%	0.85%
硅	0.80%	0.85%	0.75%	0.80%	0.80%
						锰	0.50%	0.45%	0.55%	0.50%	0.50%
铬	7.50%	7.50%	7.50%	7.20%	7.80%
						钼	2.00%	2.00%	2.00%	2.10%	1.90%
钒	0.50%	0.45%	0.55%	0.50%	0.50%
						磷	0.015%	0.015%	0.015%	0.015%	0.015%
硫	0.005%	0.005%	0.005%	0.005%	0.005%
						中间辊直径	100mm	100mm	100mm	100mm	100mm
基体硬度	90HSD	89HSD	90HSD	89HSD	88HSD
						应力	80MPa	-100MPa	110MPa	80MPa	-90MPa
残奥量	1.5%	2.1%	2.5%	1.9%	2.7%
						单位mm轧制量	3122	3028	2980	3020	3056
磨损率（mm³/N·m）	7.28×10^-7	7.33×10^-7	7.31×10^-7	7.29×10^-7	7.31×10^-7

（对比例1）

本对比例的中间辊的化学成分及重量百分比如下：碳0.85%、硅0.80%、锰0.50%、铬5.00%、钼1.00%、钒0.50%、磷0.015%、硫0.005%、其余为铁和不可避免的杂质。

本对比例的中间辊的制造方法如下：

①按照化学成分及重量百分比冶炼和锻造辊坯。

②预备热处理：调质淬火温度930℃，直接油冷，回火温度550℃。

③最终热处理：整体淬火温度970℃，回火温度500℃。

本对比例的中间辊的相关性能参数见表2。

（对比例2）

对比例2为中国专利文献CN101956145A实施例1的中间辊，该中间辊的相关性能参数同样见表2。

表2

	对比例1	对比例2
			中间辊直径	100mm	240mm
基体硬度	75HSD	78HSD
			应力	-290MPa	330MPa
残奥量	4.5%	5.1%
			单位mm轧制量	1750	1650
磨损率（mm³/N·m）	8.94×10^-7	9.25×10^-7

Claims

1.一种多辊轧机中间辊，其特征在于：其化学成分及重量百分比如下：碳0.80～0.90%、硅0.60～1.00%、锰0.40～0.60%、铬7.00～8.00%、钼1.80～2.20%、钒0.40～0.70%、磷≤0.025%、硫≤0.010%、其余为铁和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的多辊轧机中间辊，其特征在于：其化学成分及重量百分比如下：碳0.80～0.90%、硅0.60～1.00%、锰0.40～0.60%、铬7.20～7.80%、钼1.90～2.10%、钒0.40～0.70%、磷≤0.025%、硫≤0.010%、其余为铁和不可避免的杂质。

3.根据权利要求2所述的多辊轧机中间辊，其特征在于：其化学成分及重量百分比如下：碳0.80～0.90%、硅0.60～1.00%、锰0.40～0.60%、铬7.50%、钼2.00%、钒0.40～0.70%、磷≤0.025%、硫≤0.010%、其余为铁和不可避免的杂质。

4.权利要求1至3之一所述的多辊轧机中间辊的制造方法，包括按照化学成分及重量百分比冶炼和锻造辊坯、预备热处理以及最终热处理；其特征在于：

所述预备热处理包括先在960～980℃的温度下进行调质淬火处理，然后先空冷1～2min再油冷，接着转入200～400℃等温加热炉，最后在600～630℃的温度下进行回火处理；

所述最终热处理包括先在1020～1070℃的温度下进行整体淬火处理，然后在-75℃的温度下进行冷处理，最后在500～550℃的温度下进行回火处理。

5.根据权利要求4所述的多辊轧机中间辊的制造方法，其特征在于：最终热处理的回火处理为2～4次。