CN113549812A - 一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法 - Google Patents

一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113549812A
CN113549812A CN202110662024.3A CN202110662024A CN113549812A CN 113549812 A CN113549812 A CN 113549812A CN 202110662024 A CN202110662024 A CN 202110662024A CN 113549812 A CN113549812 A CN 113549812A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cast iron
roll collar
wear
chromium cast
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110662024.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113549812B (zh
Inventor
刘娣
杜江伟
杜旭景
胡兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinosteel Xingtai Machinery and Mill Roll Co Ltd
Original Assignee
Sinosteel Xingtai Machinery and Mill Roll Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinosteel Xingtai Machinery and Mill Roll Co Ltd filed Critical Sinosteel Xingtai Machinery and Mill Roll Co Ltd
Priority to CN202110662024.3A priority Critical patent/CN113549812B/zh
Publication of CN113549812A publication Critical patent/CN113549812A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113549812B publication Critical patent/CN113549812B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/06—Cast-iron alloys containing chromium
    • C22C37/08—Cast-iron alloys containing chromium with nickel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/02—Shape or construction of rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/22—Moulds for peculiarly-shaped castings
    • B22C9/24—Moulds for peculiarly-shaped castings for hollow articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/08—Manufacture of cast-iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D5/00—Heat treatments of cast-iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/40—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rings; for bearing races
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/08—Making cast-iron alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/10—Cast-iron alloys containing aluminium or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001—Austenite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法，属于机械加工技术领域，各合金元素成分及重量百分含量为C：2.00～3.00%，Si：0.30～1.20%，Mn：0.50～1.50%，P≤0.03%；S≤0.03%，Cr：12.0～22.0%，Ni：0.50～3.00%，Mo：0.60～2.00%，V：0.10‑2.00%，其余为Fe和不可避免的杂质；将配好的合金原料放入中频炉中熔炼后采用整体方式进行浇注。本发明制备的万能辊环的综合性能能够满足型钢轧线万能轧机水平辊环的要求，延长了在机周期，提高了轧材的过钢量，且提升了轧材表面质量；整体浇注方式提高了辊环组织的致密性，改善了产品整体的使用效果。

Description

一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法，属于机械加工技术领域。
背景技术
型钢万能轧机的机架工作时型钢腹板及翼缘与水平辊环外圆及两端面接触，水平辊环的主要工作面为外圆及两端面，型钢翼缘和腹板对辊环进行连续式接触磨损，水平辊环必须具备良好的耐磨损性能和抗事故性能，即要求水平辊环具有较高的耐磨性，同时硬度降落要小。
目前型钢万能轧机水平辊环可选用的材质包括石墨钢、半钢和高碳半钢，上述三种材质的水平辊环强韧性较好，但耐磨性较差，存在轧制周期短、不耐磨的问题。而高铬铸铁材质中含有较高Ni、Cr、Mo、V等合金元素，可通过合理控制各合金元素的含量以及合理的冶炼、浇注及热处理工艺，得到基体组织为马氏体、残奥+碳化物且组织中弥散分布着颗粒状碳化物的水平辊环，能够保证水平辊环良好的耐磨性。所制备的水平辊环成品的硬度可保持60HSD以上，下机辊面较常规材质光滑，有效提高了轧材表面质量和成材率。
发明内容
本发明的目的是提供一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法，使轧辊能够适应型钢轧机万能机架复杂的轧制条件，具有高耐磨性、良好的抗热裂性能等综合性能。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种高耐磨高铬铸铁万能辊环，所述高铬铸铁的各合金元素成分及重量百分含量为C：2.00～3.00％，Si：0.30～1.20％，Mn：0.50～1.50％，P≤0.03％，S≤0.03％，Cr：12.0～22.0％，Ni：0.50～3.00％，Mo：0.60～2.00％，V：0.10-2.00％，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：高铬铸铁的各合金元素成分及重量百分含量为C：2.30～2.80％，Si：0.80～1.00％，Mn：0.80～1.20％，P≤0.03％，S≤0.03％，Cr：15.0～20.0％，Ni：1.40～2.00％，Mo：1.40～2.00％，V：0.70-1.20％，其余为Fe和不可避免的杂质。
一种制备高耐磨高铬铸铁万能辊环的方法，包括如下步骤：
(1)将配好的合金原料放入中频炉中熔炼，并调整化学成分；
(2)将步骤(1)熔炼成的钢液镇静一段时间；
(3)在步骤(2)的钢液达到浇注温度时，可采用整体方式进行浇注；
(4)将步骤(3)浇注完成的铸件机械加工后在一定温度下进行淬火处理，然后进行冷却；
(5)在步骤(4)冷却到一定温度时，进行回火处理，得到高耐磨高铬铸铁万能辊环。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤(2)中钢液镇静时间≥20min。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤(3)中的浇注温度≥(钢液熔点)+80℃。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤(4)中的淬火温度为1050-1200℃。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤(5)在冷却至350-450℃后，进行不少于两段回火处理，回火温度分别为550-650℃，回火时间分别为30-40h。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：
本发明通过合理控制各合金元素的含量及相应比例，制备得到的万能辊环的综合性能能够满足型钢轧线万能轧机水平辊环的要求，较常规材质延长了在机周期，并提高了轧材的过钢量，高铬铸铁辊环单次过钢量为半钢辊环的1.5倍，且提升了轧材表面质量。
本发明通过整体浇注的生产方式，提高了辊环组织的致密性，改善了产品整体的使用效果；通过钢液镇静时间和浇注温度的协同控制，提高了产品的铸造质量和组织保障力，使得在机周期显著增长。
本发明通过采用淬火回火工艺，既保证了水平辊环较高的辊面硬度和组织均匀性，又防止了高合金材质的开裂风险。
附图说明
图1是本发明实施例1的辊环金相组织图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明做进一步详细说明：
本发明公开了一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法，目的是制备兼有优良的抗热裂性及抗事故性能的高铬铁万能辊环，有效延长在机周期并提高轧材过钢量，且对轧材表面质量有明显的改善。
一种高耐磨高铬铸铁万能辊环，所述高铬铸铁的各合金元素成分及重量百分含量为C：2.00～3.00％，Si：0.30～1.20％，Mn：0.50～1.50％，P≤0.03％；S≤0.03％，Cr：12.0～22.0％，Ni：0.50～3.00％，Mo：0.60～2.00％，V：0.10-2.00％，其余为Fe和不可避免的杂质；优选C：2.30～2.80％，Si：0.80～1.00％，Mn：0.80～1.20％，P≤0.03％；S≤0.03％，Cr：15.0～20.0％，Ni：1.40～2.00％，Mo：1.40～2.00％，V：0.70-1.20％，其余为Fe和不可避免的杂质。
一种制备高耐磨高铬铸铁万能辊环的方法，包括如下步骤：
(1)将配好的合金原料放入中频炉中熔炼，并调整化学成分；
(2)将步骤(1)熔炼成的钢液镇静≥20min；
(3)在步骤(2)的钢液≥(钢液熔点)+80℃时，采用整体方式进行浇注；
(4)将步骤(3)浇注完成的铸件机械加工后在1050-1200℃下进行淬火处理，然后进行冷却；
(5)冷却至350-450℃后，进行不少于两段回火处理，回火温度分别为550-650℃，回火时间分别为30-40h，得到高耐磨高铬铸铁万能辊环。
实施例1：
(1)将配好的合金原料放入中频炉中熔炼，原料合金成分及各合金成分的重量百分含量为C：2.40％，Si：0.80％，Mn：0.85％，Cr：15.0％，Ni：1.45％，Mo：1.40％，V：0.85％，P≤0.03％；S≤0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质。
(2)在步骤(1)熔炼完成后，钢液镇静时间25min。
(3)当钢液温度达到钢液熔点+80℃时开始采用整体方式进行浇注；
(4)将步骤(3)浇注好的铸件进行机械加工后进行淬火处理，淬火温度为1060℃，然后进行冷却；
(5)冷却到420℃时，停止冷却并进行两段回火处理，回火温度为570±5℃，回火时间分别为35h，得到高耐磨高铬铸铁万能辊环，辊环的金相组织图如图1所示。
实施例2～4、对照例1～3
各实施例及对照例的制造方法工艺步骤与实施例1基本相同，对照例1为常规半钢材质，不同之处具体见下表：
Figure BDA0003115741850000041
Figure BDA0003115741850000051
实施例1～4和对照例1～3的检测结果如下：
Figure BDA0003115741850000052
对于上述实施例中的检测结果看，高耐磨高铬铁水平辊环的工作层硬度为60～75HSD，符合工作要求。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高耐磨高铬铸铁万能辊环，其特征在于：所述高铬铸铁的各合金元素成分及重量百分含量为C：2.00～3.00%，Si：0.30～1.20%，Mn：0.50～1.50%，P≤0.03%，S≤0.03%，Cr：12.0～22.0%，Ni：0.50～3.00%，Mo：0.60～2.00%，V：0.10-2.00%，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨高铬铸铁万能辊环，其特征在于：所述高铬铸铁的各合金元素成分及重量百分含量为C：2.30～2.80%，Si：0.80～1.00%，Mn：0.80～1.20%，P≤0.03%，S≤0.03%，Cr：15.0～20.0%，Ni：1.40～2.00%，Mo：1.40～2.00%，V：0.70-1.20%，其余为Fe和不可避免的杂质。
3.一种制备权利要求1或2所述的高耐磨高铬铸铁万能辊环的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将配好的合金原料放入中频炉中熔炼，并调整化学成分；
（2）将步骤（1）熔炼成的钢液镇静一段时间；
（3）在步骤（2）的钢液达到浇注温度时，可采用整体方式进行浇注；
（4）将步骤（3）浇注完成的铸件机械加工后在一定温度下进行淬火处理，然后进行冷却；
（5）在步骤（4）冷却到一定温度时，进行回火处理，得到高耐磨高铬铸铁万能辊环。
4.根据权利要求3所述的一种制备高耐磨高铬铸铁万能辊环的方法，其特征在于：所述步骤（2）中钢液镇静时间≥20min。
5.根据权利要求3所述的一种制备高耐磨高铬铸铁万能辊环的方法，其特征在于：所述步骤（3）中的浇注温度≥（钢液熔点）+80℃。
6.根据权利要求3所述的一种制备高耐磨高铬铸铁万能辊环的方法，其特征在于：所述步骤（4）中的淬火温度为1050-1200℃。
7.根据权利要求3所述的一种制备高耐磨高铬铸铁万能辊环的方法，其特征在于：所述步骤（5）在冷却至350-450℃后，进行不少于两段回火处理，回火温度分别为550-650℃，回火时间分别为30-40h。
CN202110662024.3A 2021-06-15 2021-06-15 一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法 Active CN113549812B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110662024.3A CN113549812B (zh) 2021-06-15 2021-06-15 一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110662024.3A CN113549812B (zh) 2021-06-15 2021-06-15 一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113549812A true CN113549812A (zh) 2021-10-26
CN113549812B CN113549812B (zh) 2022-11-15

Family

ID=78102130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110662024.3A Active CN113549812B (zh) 2021-06-15 2021-06-15 一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113549812B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004104253A1 (en) * 2003-05-22 2004-12-02 Weir Warman Limited Wear resistant cast iron
CN106917035A (zh) * 2017-01-20 2017-07-04 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 一种耐磨型高铬铁辊环及其制造方法
CN111136245A (zh) * 2019-12-26 2020-05-12 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 一种棒材轧机减定径机组用辊环及其制备方法
CN112828256A (zh) * 2020-12-29 2021-05-25 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 一种型钢轨梁万能轧机抗热裂铸钢辊环的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004104253A1 (en) * 2003-05-22 2004-12-02 Weir Warman Limited Wear resistant cast iron
CN106917035A (zh) * 2017-01-20 2017-07-04 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 一种耐磨型高铬铁辊环及其制造方法
CN111136245A (zh) * 2019-12-26 2020-05-12 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 一种棒材轧机减定径机组用辊环及其制备方法
CN112828256A (zh) * 2020-12-29 2021-05-25 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 一种型钢轨梁万能轧机抗热裂铸钢辊环的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王保宏等: "H 型钢万能轧机高Cr铸铁水平辊环的研制", 《2008轧辊制造与应用国际研讨会论文集》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113549812B (zh) 2022-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110172641B (zh) 一种细晶高强韧热作模具钢及其制备方法
CN110129678B (zh) 一种经济型细晶高强韧热作模具钢及其制备方法
CN112743064B (zh) 一种高氮高速钢离心复合轧辊及其制备工艺
CN102251184B (zh) 含铝Fe-Cr-B耐磨合金及其制备方法
CN109280852A (zh) 一种大厚度nm500耐磨钢及生产方法
CN102251185B (zh) 钢管减径机或定径机用高铬轧辊制备方法及其高铬轧辊
CN109252104A (zh) 一种高速钢及其生产方法
CN102634738B (zh) 一种具有粗糙度保持能力的支承辊及其制造方法
CN103898415A (zh) 一种改进型Cr8钢轧辊及其制备方法
CN104018096A (zh) 高速钢辊环及其制备方法
CN112695242B (zh) 一种开坯辊及其制备方法
CN101956141A (zh) 一种低成本屈服强度780MPa级非调质处理高强耐磨钢板及其制造方法
CN110106434A (zh) 一种耐磨铸铁钢球及其制备方法
CN1876880A (zh) 高速冲压冷作模具钢
CN113637889A (zh) 一种含硼高铬耐磨钢球的制备方法
CN108004458B (zh) 一种钨变质处理的改进型高铬铁轧辊
CN115161537B (zh) 一种高耐磨铸铁轧辊及其制造方法
CN113549812B (zh) 一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法
CN113462986B (zh) 2000MPa环保耐热农机用钢及其制造方法
CN114381665B (zh) 一种中厚板高速钢工作辊及其制造方法
CN114196893B (zh) 一种用于制作洗煤筛网的超耐磨耐腐蚀不锈钢及其制备方法
CN109735776A (zh) 一种500hb级耐磨钢板及其生产方法
CN104775076B (zh) 穿孔机导板及其制作方法
CN110055476B (zh) 一种冷冲压式螺母一次成型模具用低磷硫稀土合金钢及其制备方法
CN113957357A (zh) 一种热轧耐磨钢及其生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant