CN104946965A

CN104946965A - 球状石墨铸钢轧辊及其制备方法

Info

Publication number: CN104946965A
Application number: CN201510335520.2A
Authority: CN
Inventors: 张曌; 章成希
Original assignee: TONGLING DACHENG ROLLER CO Ltd
Current assignee: TONGLING DACHENG ROLLER CO Ltd
Priority date: 2015-06-17
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2015-09-30

Abstract

本发明公开了球状石墨铸钢轧辊，它包括以重量百分含量计：C：1.70-2.20%，Si：1.40-1.60%，Mn：0.80-0.95%，P≤0.01%；S≤0.02%，Cr：0.80-1.50%，Ni：0.20-1.50%，Mo：0.20-0.50%，Ti：0.4-0.8%，O：0.02-0.04%，其余为Fe。本发明的有益效果是在球状石墨铸钢的基材中添加微量的Ti和O元素，可以使基体组织形成规则均匀的粒状球光体，进而在不降低强度的前提下提高球状石墨铸钢的韧性；经过一次熔炼和二次熔炼并加入环氧树脂，对基体组织进行改性，提高其对交变应力的抵抗力，进而延长球状石墨铸钢轧辊的使用寿命。

Description

球状石墨铸钢轧辊及其制备方法

技术领域

本发明涉及轧辊制作，尤其涉及球状石墨铸钢轧辊及其制备方法。

背景技术

众所周知，高碳钢在冶炼过程中经过充分脱氧，那么在高温退火处理时，必将引起渗碳体的石墨化，从而折出片状或小块状石墨，这种兼有钢和铁性能的材质，即称为石墨钢。石墨钢所具有的高的抗热裂性能，尤为人们所注目。然而，由于析出的游离石墨呈片状或块状，降低了钢的强度和韧性，因此限制了石墨钢的应用范围。50年代中叶，一些轧辊制造厂在石墨钢的基础上，通过对化学成分的合理匹配，以及向钢液中添加适量的孕育合金和球化剂进行孕育和球化处理，从而使钢液在凝固过程中直接形成了球状或蠕虫状的游离石墨，该材质的强度和韧性远远超过了上述的石墨钢，故称为球状石墨铸钢。球状石墨铸钢的疲劳强度比铸铁以及比未加合金和孕育剂的钢大50%，热稳定性也好得多。然而球状石墨铸钢仍然存在硬度较高韧性不足的缺陷，抗热裂性仍不够高，长时间使用会交变应力作用下发生疲劳破坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的球状石墨铸钢轧辊韧性不足、抗热裂性不高，容易发生疲劳破坏，为此提供一种球状石墨铸钢轧辊及其制备方法。

本发明的技术方案是：球状石墨铸钢轧辊，它包括以重量百分含量计：C：1.70-2.20%，Si：1.40-1.60%，Mn：0.80-0.95%，P≤0.01%；S≤0.02%，Cr：0.80-1.50%，Ni：0.20-1.50%，Mo：0.20-0.50%，Ti：0.4-0.8%，O：0.02-0.04%，其余为Fe。

球状石墨铸钢轧辊制备方法，它包括以下步骤：（1）、一次熔炼；在电弧炉内进行氧化法熔炼，熔炼温度为1300℃-1400℃，熔炼时间为30-40min，；（2）二次熔炼、将经过一次熔炼的钢水导入熔炼炉进行氧化法熔炼，熔炼温度为1700-1800℃，熔炼时间为40-60min，熔炼期间加入100-200g硼砂并搅拌均匀；（3）、孕育及球化处理：熔炼好的钢液转移到钢包中，钢包中预先加入与钢液重量比为1:3000-3500的铝、稀土硅铁镁合金，出钢后对钢包内钢液加入与钢液重量比为1:300-500的环氧树脂并搅拌均匀，静置10-20min后进行浇铸；（4）、热处理，钢坯开箱后进行退火处理，退火温度为600℃-650℃；机械加工后进行正火+回火处理，正火温度为800℃-880℃，当轧辊冷却到450℃时，停止冷却，进行回火处理，回火温度为460℃-500℃。

本发明的有益效果是在球状石墨铸钢的基材中添加微量的Ti和O元素，可以使基体组织形成规则均匀的粒状球光体，进而在不降低强度的前提下提高球状石墨铸钢的韧性；经过一次熔炼和二次熔炼并加入环氧树脂，对基体组织进行改性，提高其对交变应力的抵抗力，进而延长球状石墨铸钢轧辊的使用寿命。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：球状石墨铸钢轧辊，它包括以重量百分含量计：C：1.70%，Si：1.40%，Mn：0.80%，P：0.01%；S：0.02%，Cr：0.80%，Ni：0.20%，Mo：0.20%，Ti：0.4%，O：0.02%，其余为Fe。

球状石墨铸钢轧辊制备方法，它包括以下步骤：（1）、一次熔炼；在电弧炉内进行氧化法熔炼，熔炼温度为1300℃，熔炼时间为30min，；（2）二次熔炼、将经过一次熔炼的钢水导入熔炼炉进行氧化法熔炼，熔炼温度为1700℃，熔炼时间为40min，熔炼期间加入100g硼砂并搅拌均匀；（3）、孕育及球化处理：熔炼好的钢液转移到钢包中，钢包中预先加入与钢液重量比为1:3000的铝、稀土硅铁镁合金，出钢后对钢包内钢液加入与钢液重量比为1:300的环氧树脂并搅拌均匀，静置10min后进行浇铸；（4）、热处理，钢坯开箱后进行退火处理，退火温度为600℃；机械加工后进行正火+回火处理，正火温度为800℃，当轧辊冷却到450℃时，停止冷却，进行回火处理，回火温度为460℃。

实施例2：球状石墨铸钢轧辊，它包括以重量百分含量计：C：2.00%，Si：1.50%，Mn：0.85%，P：0.007%；S：0.0:1%，Cr：1.00%，Ni：0.80%，Mo：0.35%，Ti：0.6%，O：0.03%，其余为Fe。

球状石墨铸钢轧辊制备方法，它包括以下步骤：（1）、一次熔炼；在电弧炉内进行氧化法熔炼，熔炼温度为1350℃，熔炼时间为35min，；（2）二次熔炼、将经过一次熔炼的钢水导入熔炼炉进行氧化法熔炼，熔炼温度为1750℃，熔炼时间为50min，熔炼期间加入150g硼砂并搅拌均匀；（3）、孕育及球化处理：熔炼好的钢液转移到钢包中，钢包中预先加入与钢液重量比为1:3250的铝、稀土硅铁镁合金，出钢后对钢包内钢液加入与钢液重量比为1:400的环氧树脂并搅拌均匀，静置15min后进行浇铸；（4）、热处理，钢坯开箱后进行退火处理，退火温度为625℃；机械加工后进行正火+回火处理，正火温度为840℃，当轧辊冷却到450℃时，停止冷却，进行回火处理，回火温度为480℃。

实施例3：球状石墨铸钢轧辊，它包括以重量百分含量计：C： 2.20%，Si： 1.60%，Mn： 0.95%，P：0.004%；S：0.0:08%，Cr： 1.50%，Ni： 1.50%，Mo： 0.50%，Ti： 0.8%，O：0.04%，其余为Fe。

球状石墨铸钢轧辊制备方法，它包括以下步骤：（1）、一次熔炼；在电弧炉内进行氧化法熔炼，熔炼温度为1400℃，熔炼时间为40min，；（2）二次熔炼、将经过一次熔炼的钢水导入熔炼炉进行氧化法熔炼，熔炼温度为1800℃，熔炼时间为60min，熔炼期间加入200g硼砂并搅拌均匀；（3）、孕育及球化处理：熔炼好的钢液转移到钢包中，钢包中预先加入与钢液重量比为1: 3500的铝、稀土硅铁镁合金，出钢后对钢包内钢液加入与钢液重量比为1: 500的环氧树脂并搅拌均匀，静置20min后进行浇铸；（4）、热处理，钢坯开箱后进行退火处理，退火温度为650℃；机械加工后进行正火+回火处理，正火温度为880℃，当轧辊冷却到450℃时，停止冷却，进行回火处理，回火温度为500℃。

本发明中的各个元素组分都要经过严格控制，如果Si、Mn 、Cr、 Mo、P、Ni含量过多或过少，珠光体组织的稳定性得不到保证，韧性不够，基体组织不够细化，石墨形态不是规则的球形。

研究发现加入微量的钛和氧可以提高石墨的球化率和抗拉强度，但如果单独加入超过0.4%的Ti会使石墨球化率和抗拉强度下降，只有同时加入Ti和O并使两者之间比例为2:1左右才会得到球光体基体组织和均匀细小的球状石墨。

本发明的实施例1-3球状石墨铸钢轧辊与现有的球状石墨铸钢轧辊的物理性能对比如下表所示：

可见本发明制得的球状石墨轧辊在抗拉强度、硬度、疲劳强度方面都优于现有的球状石墨轧辊。

Claims

1.球状石墨铸钢轧辊，其特征是它包括以重量百分含量计：C：1.70-2.20%，Si：1.40-1.60%，Mn：0.80-0.95%，P≤0.01%；S≤0.02%，Cr：0.80-1.50%，Ni：0.20-1.50%，Mo：0.20-0.50%，Ti：0.4-0.8%，O：0.02-0.04%，其余为Fe。

2.如权利要求1所述的球状石墨铸钢轧辊制备方法，其特征是它包括以下步骤：（1）、一次熔炼；在电弧炉内进行氧化法熔炼，熔炼温度为1300℃-1400℃，熔炼时间为30-40min，；（2）二次熔炼、将经过一次熔炼的钢水导入熔炼炉进行氧化法熔炼，熔炼温度为1700-1800℃，熔炼时间为40-60min，熔炼期间加入100-200g硼砂并搅拌均匀；（3）、孕育及球化处理：熔炼好的钢液转移到钢包中，钢包中预先加入与钢液重量比为1:3000-3500的铝、稀土硅铁镁合金，出钢后对钢包内钢液加入与钢液重量比为1:300-500的环氧树脂并搅拌均匀，静置10-20min后进行浇铸；（4）、热处理，钢坯开箱后进行退火处理，退火温度为600℃-650℃；机械加工后进行正火+回火处理，正火温度为800℃-880℃，当轧辊冷却到450℃时，停止冷却，进行回火处理，回火温度为460℃-500℃。