CN109536825B - 一种铸铁材质平整机工作辊及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铸铁材质平整机工作辊，包括铸铁材质的工作层和球墨铸铁芯部，所述轧辊工作层的化学成分及各成分的重量百分含量为：C：2.30～3.50%，Si：0.30～1.00%，Mn：0.60～1.50%，Cr：10.00～20.00%，Ni：0.80～2.00%，Mo：0.60～2.00%，S≤0.10%，P≤0.05%，其余为Fe和不可避免的杂质，本发明生产的平整机工作辊的工作层采用铸铁材质，具有很强的耐磨性和硬度。

Description

一种铸铁材质平整机工作辊及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种平整机工作辊，具体涉及一种铸铁材质平整机工作辊。
背景技术
由于市场对热轧板精度和表面质量提出了更高要求，使得平整机平整量不断增加，这就要求平整机的工作辊具有更强的耐磨性和硬度，目前使用的锻钢材质工作辊存在一定的问题，不仅在机周期短、下机磨削量大，而且使用中还存在氧化皮硌坑现象，严重制约了平整机效率，锻钢材质虽轧辊硬度高，但由于组织中没有碳化物，只依靠基体硬度来提高耐磨性、并抵抗氧化皮的压硌，效果不明显。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种铸铁材质平整机工作辊及其制造方法，能够提高平整机工作辊的耐磨性。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种铸铁材质平整机工作辊，包括铸铁材质的工作层和球墨铸铁芯部，所述轧辊工作层的化学成分及各成分的重量百分含量为：C：2.30～3.50%，Si：0.30～1.00%，Mn：0.60～1.50%，Cr：10.00～20.00%，Ni：0.80～2.00%，Mo：0.60～2.00%，S≤0.10%，P≤0.05%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明技术方案的进一步改进在于：包括以下步骤：
ａ、熔炼：将芯部原料以及工作层各合金元素的含量按配比加入感应电炉内进行熔炼，工作层熔炼温度为1400℃～1500℃，芯层熔炼温度为1450℃～1550℃；
ｂ、浇铸：浇铸采用离心复合浇铸，将步骤a中熔炼外层铸铁铁水浇铸到高速旋转的冷型工装中，待外层铸铁铁水初步凝固后，浇铸内层球墨铸铁铁水；
c、热处理：对浇注成型的铸铁材质平整机工作辊进行预热，预热后进行淬火和回火处理。
本发明技术方案的进一步改进在于：预热温度为800℃～850℃，淬火温度为1000℃～1100℃，淬火后采用风冷+空冷的冷却方式。
本发明技术方案的进一步改进在于：回火温度为500℃～550℃。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明的工作辊的工作层采用铸铁材质，材质中合金元素与碳元素结合，生成M7C3型碳化物，另有少量的M23C6型碳化物，显微硬度可达HV2000以上，大大提升了耐磨性，从碳化物形态上来说，添加合金元素，使得形成的碳化物难以成为网状，而是块状、颗粒状，使其具有较好的综合力学性能；熔炼采用感应电炉熔炼，电磁搅拌力的作用使得铁水成分更加均匀，而且铁水中不良导体的杂质易被挤出，减少轧辊中夹渣等缺陷的产生。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
一种铸铁材质平整机工作辊，包括铸铁材质的工作层和球墨铸铁芯部，所述轧辊工作层的化学成分及各成分的重量百分含量为：C：2.30～3.50%，Si：0.30～1.00%，Mn：0.60～1.50%，Cr：10.00～20.00%，Ni：0.80～2.00%，Mo：0.60～2.00%，S≤0.10%，P≤0.05%，其余为Fe和不可避免的杂质。
材质中合金元素与碳元素结合，生成M7C3型碳化物，另有少量的M23C6型碳化物，显微硬度可达HV2000以上，大大提升了耐磨性，从碳化物形态上来说，添加合金元素，使得形成的碳化物难以成为网状，而是块状、颗粒状，使其具有较好的综合力学性能。
制造方法包括以下步骤：
ａ、熔炼：将芯部原料以及工作层各合金元素的含量按配比加入感应电炉内进行熔炼，工作层熔炼温度为1400℃～1500℃，芯层熔炼温度为1450℃～1550℃，感应电炉的电磁搅拌力的作用使得铁水成分更加均匀，而且铁水中不良导体的杂质易被挤出，减少轧辊中夹渣等缺陷的产生；
ｂ、浇铸：浇铸采用离心复合浇铸，将步骤a中熔炼的外层铸铁铁水浇铸到高速旋转的冷型工装中，待外层铸铁铁水初步凝固后，浇铸内层球墨铸铁铁水，铸铁材质的工作层不易形成缩孔、缩松等缺陷，组织比一般铸件致密。
c、热处理：对铸铁材质平整机工作辊进行预热，预热温度为800℃～850℃，预热后进行淬火处理，淬火温度为1000℃～1100℃，淬火后采用风冷+空冷的冷却方式，淬火结束后进行回火处理，回火温度为500℃～550℃。
实施例1：
一种铸铁材质平整机工作辊，规格为￠780/730×1850×3902，工作层半径为25mm，硬度要求为HSC80-85，轧辊工作层的合金成分以及重量百分含量为：C：2.30%，Si：0.30%，Mn：0.60%，Cr：10.00%，Ni：0.80%，Mo：0.60%，S≤0.10%，P≤0.05%，其余为Fe和不可避免杂质。
该铸铁材质平整机工作辊的制造方法为：
a、将芯部原料以及工作层各合金元素的含量按上述配比放入感应电炉中进行熔炼，作层熔炼温度为1400℃～1500℃，芯层熔炼温度为1450℃～1550℃，电磁搅拌力使得铁水的化学成分均匀，提高铁水质量。
b、采用离心复合浇铸，将步骤a中熔炼的外层铸铁铁水浇铸到高速旋转的冷型工装中，待外层铸铁铁水初步凝固后，浇铸内层球墨铸铁铁水。
c、对铸铁材质平整机工作辊进行预热，预热温度为800℃～850℃，预热后进行淬火处理，淬火温度为1000℃～1100℃，淬火后采用风冷+空冷的冷却方式，淬火结束后进行回火处理，回火温度为500℃～550℃。
d、经过检测，该铸铁材质平整机工作辊的工作层硬度为82～83HSC，符合硬度要求。
实施例2：
本实施例的工作辊制作方法步骤与实施例1相同，区别在于轧辊工作层的合金成分以及重量百分含量为：C：3.50%，Si：1.00%，Mn：1.50%，Cr：20.00%，Ni：2.00%，Mo：2.00%，S≤0.10%，P≤0.05%，其余为Fe和不可避免杂质。
经过检测，该铸铁材质平整机工作辊的工作层硬度为82～83HSC，符合硬度要求。

Claims (1)

1.一种铸铁材质平整机工作辊，其特征在于：包括铸铁材质的工作层和球墨铸铁芯部，所述工作层的化学成分及各成分的重量百分含量为：C：2.30～3.50%，Si：0.30～1.00%，Mn：0.60～1.50%，Cr：10.00～20.00%，Ni：0.80～2.00%，Mo：0.60～2.00%，S≤0.10%，P≤0.05%，其余为Fe和不可避免的杂质；
所述工作辊的制造方法包括以下步骤：
ａ、熔炼：将芯部原料以及工作层各合金元素的含量按配比加入感应电炉内进行熔炼，工作层熔炼温度为1400℃～1500℃，芯层熔炼温度为1450℃～1550℃；
ｂ、浇铸：浇铸采用离心复合浇铸，将步骤a中熔炼外层铸铁铁水浇铸到高速旋转的冷型工装中，待外层铸铁铁水初步凝固后，浇铸内层球墨铸铁铁水；
c、热处理：对浇注成型的铸铁材质平整机工作辊进行预热，预热后进行淬火和回火处理；
所述预热温度为800℃～850℃，淬火温度为1000℃～1100℃，淬火后采用风冷+空冷的冷却方式，回火温度为500℃～550℃。
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