CN105385959B

CN105385959B - 高耐磨冷轧辊及其制造方法

Info

Publication number: CN105385959B
Application number: CN201510725362.1A
Authority: CN
Inventors: 杨昱东; 党坤会; 朱学刚; 苗金平
Original assignee: Sinosteel Xingtai Machinery and Mill Roll Co Ltd
Current assignee: Sinosteel Xingtai Machinery and Mill Roll Co Ltd
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2017-12-01
Anticipated expiration: 2035-10-29
Also published as: CN105385959A

Abstract

本发明涉及一种高耐磨冷轧辊，冷轧辊材质中的化学组分及重量百分含量为，C 0.80～1.20％；Si 0.4～1.20％；Mn 0.20～0.50％；Cr 7.50～9.00％；Mo 0.20～1.00％；V 0.05～0.50％；Ni≤0.40％；S≤0.015％；P≤0.015％；其余为Fe和不可避免的杂质；本发明具有高的耐磨性，在同样的使用条件下，本发明的轧辊的使用寿命比原来普通铬钢系的材料制造的轧辊提高1倍以上。

Description

高耐磨冷轧辊及其制造方法

技术领域

本发明涉及轧辊制造技术领域，尤其是一种高耐磨冷轧辊及其制造方法。

背景技术

近几年来冷轧板尤其是高级冷轧板的需求不断增加，促进了冷轧辊材质的更新换代，高耐磨长寿命是轧辊制造者和使用者共同追求的目标。随着汽车、家电、电子等行业的高速发展，冷轧越来越追求高速、薄板、高品质，对冷轧工作辊的质量要求也越来越高，普通Cr5材质工作辊在轧制薄板或者高强钢板时，由于耐磨性不够，使用一段时间后辊形发生变化，使得冷轧板板形和表面质量达不到要求，不得不更换轧辊，重新修磨辊形，尤其对于连轧机成品机架和平整机架，轧辊表面磨损程度直接影响到轧材表面质量，频繁换辊势必影响轧机生产效率，而且磨削次数增多，增加工人劳动强度，提高了轧辊加工费用，同时轧辊周转量需要增加，加重了轧辊占用资金。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种高耐磨冷轧辊及其制造方法，以解决现有冷轧辊的辊表面耐磨性差的问题，提高冷轧辊的耐磨性，延长冷轧辊的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

高耐磨冷轧辊，所述冷轧辊材质中的化学组分及重量百分含量为，

C 0.80～1.20％；Si 0.40～1.20％；Mn 0.20～0.50％；Cr 7.50～9.00％；Mo0.20～1.00％；V 0.05～0.50％；Ni≤0.40％；S≤0.015％；P≤0.015％；其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明的技术方案的进一步改进在于：所述冷轧辊材质中的化学组分及重量百分含量为，C 0.85～1.05％；Si 0.50～0.90％；Mn 0.20～0.50％；Cr 7.80～8.50％；Mo 0.25～0.60％；V 0.10～0.25％；Ni≤0.20％；S≤0.010％；P≤0.013％；其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明的技术方案的进一步改进在于：所述制造方法包括下列工艺步骤，

1)按照冷轧辊材质中的化学组分及重量百分含量配制钢材原料，按照辊坯生产工艺制得辊坯；

2)对辊坯进行粗车和调质热处理；

3)对辊坯进行感应淬火热处理；

4)对辊坯进行精加工，得到冷轧辊。

本发明的技术方案的进一步改进在于：所述步骤1)中辊坯生产工艺的具体过程为，将钢材原料用电弧炉和LF/VD精炼炉进行冶炼，模铸成电极锭，脱模后先对电极锭进行退火处理，再对电极锭进行电渣重熔，对重熔后的电极锭的化学组分及重量百分含量进行化验，化验合格后锻造成锻坯，对锻坯进行锻后热处理，最后对锻坯进行车削加工得到辊坯。

本发明的技术方案的进一步改进在于：所述电极锭退火处理的退火温度为700～800℃，退火时间为12～36h。

本发明的技术方案的进一步改进在于：所述锻后热处理包括正火处理和球化退火处理，所述正火处理的正火温度为850～890℃，正火时间为8～12h，所述球化退火处理的球化温度为700～750℃，球化时间为30～40h，退火温度为650～680℃，退火时间为35～45h。

本发明的技术方案的进一步改进在于：所述步骤2)中调质热处理的具体过程为，将粗车后的辊坯加热至890～920℃，保温时间8～12h；将保温后的辊坯进行水淬，水淬时间为15～30min，再将辊坯加热至600～650℃进行高温回火，高温回火时间为20～30h。

本发明的技术方案的进一步改进在于：所述步骤3)中感应淬火热处理的具体过程为，将调质热处理后的辊坯转移至双频感应淬火装置内，淬火温度980～1040℃，淬火后的辊坯进入-150～-60℃的液氮介质内进行深冷，深冷时间为4～10h，深冷后的辊坯在空气中回温至室温，再将辊坯加热至120～200℃进行低温回火，低温回火时间为48～120h。

本发明的技术方案的进一步改进在于：所述冷轧辊的表面硬度为94～100HSD。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明通过对冷轧辊材质和制造方法的改进，获得了一种具有高耐磨性的冷轧辊，经生产试验证明，在同样的使用条件下，本发明的冷轧辊的使用寿命比原来普通铬钢系的材料制造的轧辊提高1倍以上。

本发明在冷轧辊材质中的化学组分及重量百分含量上做了较大改进，本发明提高了C和Cr的含量，使得本发明的冷轧辊的表面硬度可达94～100HSD，从而使轧辊具有较高的硬度和良好的耐磨性。

并且通过对Si元素的含量进行了适当增加，以强化轧辊基体提高轧辊抗回火性能，进而提高轧辊抗事故性；提高了Mo、V元素的含量，Mo、V既是强碳化物形成元素，形成高硬度的Mo2C、VC等细小的碳化物，起到细化晶粒的作用，又可以提高轧辊的回火稳定性；Ni元素在提高轧辊淬透性的同时提高轧辊的韧性，过量的Ni存在会增加残余奥氏体含量，增加组织的不稳定性，因而Ni含量不宜过高。使辊坯在经过适当的热处理后，能够得到较高的基体强度和适量的高硬度碳化物，从而增加了冷轧辊的耐磨性。

本发明对冷轧辊的制造工艺步骤进行较大的改进，辊坯生产工艺能够保证辊坯高的纯净度，良好的冶金质量，得到均匀细密的锻造组织，通过对辊坯进行预备热处理，使得辊坯获得较高的综合机械性能，能够承受激烈的淬火冷却和冷处理，预备热处理后，辊身晶粒度适中，组织均匀，碳化物呈颗粒状析出。通过对辊坯进行感应淬火处理，使得辊坯获得合适的辊身硬度和良好的组织状态，对感应淬火+回火后金相组织进行检测，碳化物颗粒的种类、大小、数量明显改善。

具体实施方式

本发明中，冷轧辊表面硬度的测试方法为：采用轧辊专用的肖氏硬度计，按GB/T13313-2008方法检测HSD数值。

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1

本实施例的高耐磨冷轧辊的制造方法包括以下步骤，

1)按照冷轧辊材质中的化学组分及重量百分含量配制钢材原料，按照辊坯生产工艺制得辊坯。

具体为，将钢材原料用电弧炉和LF/VD精炼炉进行冶炼，模铸成电极锭，脱模后先对电极锭进行退火处理，再对电极锭进行电渣重熔，电渣重熔过程中添加微量元素进行微合金化处理，对重熔后的电极锭的化学组分及重量百分含量进行化验，化验合格后锻造成锻坯，对锻坯进行锻后热处理，最后对锻坯进行车削加工得到辊坯。

电极锭退火处理的退火温度为750℃，退火时间为24h。锻后热处理包括正火处理和球化退火处理，正火处理的正火温度为850℃，正火时间为10h，球化退火处理的球化温度为750℃，球化时间为35h，退火温度为665℃，退火时间为35h。

本实施例的冷轧辊材质中的主要化学组分的重量百分含量测试结果参见表1中实施例1列所示，其余为Fe和不可避免的杂质。

2)对辊坯进行粗车和调质热处理。

具体为，将粗车后的辊坯加热至900℃，保温时间8h；将保温后的辊坯进行水淬，水淬时间为20分钟，再将辊坯加热至630℃进行高温回火，高温回火时间为21h。

3)对辊坯进行感应淬火热处理。

具体为，将调质热处理后的辊坯转移至双频感应淬火装置内，加热温度1000℃，淬火后的辊坯进入-130℃的液氮介质内进行深冷，深冷时间为5h，深冷后的辊坯在空气中回温至室温，再将辊坯加热至130℃进行低温回火，低温回火时间为80h。

4)对辊坯进行精加工，得到冷轧辊。

本实施例制得的冷轧辊，辊面硬度为95～96HSD。

实施例2

本实施例的高耐磨冷轧辊，其材质中的各种化学组分的重量百分含量经测试，主要成分的含量参见表1中实施例2列所示，其余为Fe和不可避免的杂质。

本实施例的高耐磨冷轧辊的制造方法，其工艺步骤与实施例1相近，与实施例1相差别的具体热处理参数参见表2中实施例2列所示。

本实施例制得的冷轧辊，辊面硬度为94～95HSD。

实施例3

本实施例的高耐磨冷轧辊，其材质中的各种化学组分的重量百分含量经测试，主要成分的含量参见表1中实施例3列所示，其余为Fe和不可避免的杂质。

本实施例的高耐磨冷轧辊的制造方法，其工艺步骤与实施例1相近，与实施例1相差别的具体热处理参数参见表2中实施例3列所示。

本实施例制得的冷轧辊，辊面硬度为95～96HSD。

实施例4

本实施例的高耐磨冷轧辊，其材质中的各种化学组分的重量百分含量经测试，主要成分的含量参见表1中实施例4列所示，其余为Fe和不可避免的杂质。

本实施例的高耐磨冷轧辊的制造方法，其工艺步骤与实施例1相近，与实施例1相差别的具体热处理参数参见表2中实施例4列所示。

本实施例制得的冷轧辊，辊面硬度为97～98HSD。

实施例5

本实施例的高耐磨冷轧辊，其材质中的各种化学组分的重量百分含量经测试，主要成分的含量参见表1中实施例5列所示，其余为Fe和不可避免的杂质。

本实施例的高耐磨冷轧辊的制造方法，其工艺步骤与实施例1相近，与实施例1相差别的具体热处理参数参见表2中实施例5列所示。

本实施例制得的冷轧辊，辊面硬度为96～98HSD。

实施例6

本实施例的高耐磨冷轧辊，其材质中的各种化学组分的重量百分含量经测试，主要成分的含量参见表1中实施例6列所示，其余为Fe和不可避免的杂质。

本实施例的高耐磨冷轧辊的制造方法，其工艺步骤与实施例1相近，与实施例1相差别的具体热处理参数参见表2中实施例6列所示。

本实施例制得的冷轧辊，辊面硬度为95～96HSD。

实施例7

本实施例的高耐磨冷轧辊，其材质中的各种化学组分的重量百分含量经测试，主要成分的含量参见表1中实施例7列所示，其余为Fe和不可避免的杂质。

本实施例的高耐磨冷轧辊的制造方法，其工艺步骤与实施例1相近，与实施例1相差别的具体热处理参数参见表2中实施例7列所示。

本实施例制得的冷轧辊，辊面硬度为94～96HSD。

实施例8

本实施例制得的冷轧辊，辊面硬度为98～99HSD。

表1实施例1～8冷轧辊主要化学组分及重量百分含量对照表

表2实施例1～4冷轧辊热处理参数对照表

表3实施例1～4冷轧辊性能参数对照表

Claims

1.高耐磨冷轧辊，其特征在于：所述冷轧辊材质中的化学组分及重量百分含量为，

C 0.80~1.20%；Si 0.40~1.20%；Mn 0.20~0.50%；Cr 7.80~9.00%；Mo 0.20~1.00%；V0.05~0.50%；Ni ≤0.20%；S ≤0.015%；P ≤0.015%；其余为Fe和不可避免的杂质；

高耐磨冷轧辊的制造方法包括下列工艺步骤，

1）按照冷轧辊材质中的化学组分及重量百分含量配制钢材原料，按照辊坯生产工艺制得辊坯；

辊坯生产工艺的具体过程为，将钢材原料用电弧炉和LF/VD精炼炉进行冶炼，模铸成电极锭，脱模后先对电极锭进行退火处理，再对电极锭进行电渣重熔，对重熔后的电极锭的化学组分及重量百分含量进行化验，化验合格后锻造成锻坯，对锻坯进行锻后热处理，最后对锻坯进行车削加工得到辊坯；

其中，电极锭退火处理的退火温度为700~800℃，退火时间为12~36h；锻后热处理包括正火处理和球化退火处理，所述正火处理的正火温度为850~890℃，正火时间为8~12h，所述球化退火处理的球化温度为700~750℃，球化时间为30~40h，退火温度为650~680℃，退火时间为35~45h；

2）对辊坯进行粗车和调质热处理；

3）对辊坯进行感应淬火热处理；

4）对辊坯进行精加工，得到冷轧辊。

2.根据权利要求1所述的高耐磨冷轧辊，其特征在于：所述冷轧辊材质中的化学组分及重量百分含量为，

C 0.85~1.05%；Si 0.50~0.90%；Mn 0.20~0.50%；Cr 7.80~8.50%；Mo 0.25~0.60%；V0.10~0.25%；Ni ≤0.20%；S ≤0.010%；P ≤0.013%；其余为Fe和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的高耐磨冷轧辊，其特征在于：所述步骤2）中调质热处理的具体过程为，将粗车后的辊坯加热至890~920℃，保温时间8~12h；将保温后的辊坯进行水淬，水淬时间为15~30min，再将辊坯加热至600~650℃进行高温回火，高温回火时间为20~30h。

4.根据权利要求1所述的高耐磨冷轧辊，其特征在于：所述步骤3）中感应淬火热处理的具体过程为，将调质热处理后的辊坯转移至双频感应淬火装置内，淬火温度980~1040℃，淬火后的辊坯进入-150~-60℃的液氮介质内进行深冷，深冷时间为4~10h，深冷后的辊坯在空气中回温至室温，再将辊坯加热至120~200℃进行低温回火，低温回火时间为48~120h。

5.根据权利要求4所述的高耐磨冷轧辊，其特征在于：所述冷轧辊的表面硬度为94~100HSD。