CN114262842A - 一种用于阿塞尔机架的轧辊及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轧辊制造技术领域，具体涉及一种用于阿塞尔机架的轧辊及其制造方法，包括：工作层中各化学成分为C、Si、Mn、Cr、Mo、Ni含量，其各化学成分质量比C为1.0%‑2.0%，Si为0.4%‑1.2%，Mn为0.4%‑1.0，Cr为0.5％‑1.5％，Mo为0.4％～1％，Ni0.5～1.5，该化学成分形成碳化物合金钢；本发明的轧辊综合成本下降，耐磨性和单次过钢量提升，是传统的60CrMnMo的2倍。

Description

一种用于阿塞尔机架的轧辊及其制造方法
技术领域
本发明涉及轧辊制造技术领域，具体涉及一种用于阿塞尔机架的轧辊及其制造方法。
背景技术
阿塞尔轧辊是用于轧制无缝钢管时在阿塞尔机架用辊，在穿孔机组之后，涨减径机组之前，其对轧辊有较高的耐磨性，目前常用的锻钢材质为60CrMnMo，耐磨性差、耗损严重，单次过钢量只能为6000-7000支，现急需解决减少耗损，增强耐磨性和单次过钢量，减少维护频次和生产效率增加。
发明内容
本发明目的是提高应用在阿塞尔机架中轧辊的耐磨损，增加单次过钢量，减少维护频次，提高产生效率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于阿塞尔机架的轧辊及其制造方法，包括：工作层中各化学成分为C、Si、Mn、Cr、Mo、Ni含量，其各化学成分质量比C为1.0％-2.0％，Si为0.4％-1.2％，Mn为0.4％-1.0，Cr为0.5％-1.5％，Mo为0.4％～1％，Ni0.5～1.5，该化学成分形成碳化物合金钢。
一种用于阿塞尔机架的轧辊制造方法，包括如下步骤：
步骤1，合金钢钢水熔炼；
步骤2，合金钢采用离心复合成型；
步骤3，成型的合金钢热处理；
本发明技术方案的进一步改进在于，步骤1中包括如下步骤：
步骤1.1，将生铁、废钢、合金成分按照先后顺序，和比例加入中频炉感应炉熔化；
步骤1.2，炉前成分合格后，将外层温度提高至T熔+150～200℃，加入铝脱氧，控制温度在T熔+80～120℃出炉，芯部温度控制在T熔+100～150℃出炉；
步骤1.3，并在包底加入孕育剂，用于包内冲入法进行孕育处理。
本发明技术方案的进一步改进在于，步骤2中包括如下步骤：
步骤2.1，先打开离心机，使其转速达到工艺要求，然后浇入外层钢水，成型，随流加硅铁粒随流二次孕育，钢水浇注温度在T熔+30～50℃；
步骤2.2，外层浇注完毕后，用非接触式测温仪表测温，温度达到T固-20～40℃时，浇入芯部钢水，内层浇注温度控制在T熔+50～70℃。
本发明技术方案的进一步改进在于，步骤3中包括如下步骤：
步骤3.1，毛坯开箱后，热转电阻炉，采用毛坯去应力退火，退火温度500-600℃，保温5-10h，炉冷至室温进行粗加；
步骤3.2，粗加后，采用高温淬火，淬火温度Ac1+100～150℃，并高温回火；
步骤3.3，回火结束后，精加工至成品尺寸。
本发明技术方案的进一步改进在于：该轧辊采用两层不同材质制成，其外层为该化学成分形成的碳化物合金钢，内层为石墨钢，该内层和外层均采用中频感应炉冶炼和离心铸造方法复合成型。
与现有技术相比，本发明提供的一种用于阿塞尔机架的轧辊及其制造方法有益效果如下：
1.本发明提供一种用于阿塞尔机架的轧辊及其制造方法，该轧辊金相组织，外层金相组织为碳化物+珠光体，芯部组织为珠光体+铁素体；该轧辊外层硬度为50-60HSD，比传统的60CrMnMo高10HSD左右；该轧辊芯部硬度为30-40HSD，其抗裂性比传统的60CrMnMo较高。
2.本发明提供一种用于阿塞尔机架的轧辊及其制造方法，该轧辊综合成本下降，耐磨性提升较高，单次过钢量达到12000千支，是传统的60CrMnMo的2倍。
具体实施方式
下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种用于阿塞尔机架的轧辊及其制造方法，包括：工作层中各化学成分为C、Si、Mn、Cr、Mo、Ni含量，其各化学成分质量比C为1.0％-2.0％，Si为0.4％-1.2％，Mn为0.4％-1.0，Cr为0.5％-1.5％，Mo为0.4％～1％，Ni0.5～1.5，该化学成分形成碳化物合金元素。
该轧辊在工作层具有较高的C含量，及匹配合理的形成碳化物合金元素，辊环性能是由组织决定的，而组织是由成分决定的，该轧辊成分如下：
C：碳的含量直接影响到碳化物的形成、影响着耐磨性，为了达到较高的耐磨性，需含有较高的耐磨性，随着碳含量的增加,基体组织中渗碳体数量增加，渗碳体的形态和分布变差，材料硬度在不断增加的同时，材料的强度、韧性和抗热裂性能降低，因此，碳含量控制在1.0％-2.0％。
Si：硅是促进石墨化元素，也是铁素体的强化元素，如果含硅量过高，对基体组织热阻的影响很大，这就造成硅含量高时基体的导热系数降低，因此，硅含量控制在0.4％-1.2％。
Mn：锰为阻止石墨化元素，控制在0.4％-1.0％。
Cr：铬是碳化物形成元素，是石墨合金钢轧辊中重要的合金元素，它既可以在渗碳体中置换部分铁原子而形成含铬的渗碳体(Fe,Cr)3Cr，又可以固溶于铁素体或奥氏体中，铬是缩小奥氏体相区元素，随着铬含量的增加，使C曲线右移，提高淬透性，铬含量提高还有利于改善高速钢轧辊的抗热冲击能力，但Cr含量过高，其脆性开裂倾向也越大，因此，铬含量控制在0.5％-1.5％。
Mo：钼元素既可固溶于铁素体或奥氏体中，又可形成碳化物，钼固溶于基体中，能显著地提高基体的高温强度，钼可使C曲线右移，从而显著地提高淬透性，钼元可以提高钢的抗热裂性能，还可以细化晶粒和降低钢的回火脆性和细化莱氏体组织，因此，钼含量控制在0.4％-1％。
Ni：镍元素可以为了改善高速钢基体韧度，镍与铬共存，可显著地提高合金钢轧辊的综合性能，因此，石墨合金钢镍含量控制在0.5-1.5％。
该轧辊采用两层不同材质制成，其外层为该化学成分形成的碳化物合金钢，内层为石墨钢，该内层和外层均采用中频感应炉冶炼和离心铸造方法复合成型，其中外层的厚度为：50-80mm。
一种用于阿塞尔机架的轧辊制造方法，包括如下步骤：
步骤1，合金钢钢水熔炼；
步骤1.1，将生铁、废钢、合金成分按照先后顺序，和比例加入中频炉感应炉熔化；
步骤1.2，炉前成分合格后，将外层温度提高至T熔+150～200℃，加入铝脱氧，控制温度在T熔+80～120℃出炉，芯部温度控制在T熔+100～150℃出炉；
步骤1.3，并在包底加入孕育剂，用于包内冲入法进行孕育处理。
步骤2，合金钢采用离心复合成型；
步骤2.1，先打开离心机，使其转速达到工艺要求，然后浇入外层钢水，成型，随流加硅铁粒随流二次孕育，钢水浇注温度在T熔+30～50℃；
步骤2.2，外层浇注完毕后，用非接触式测温仪表测温，温度达到T固-20～40℃时，浇入芯部钢水，内层浇注温度控制在T熔+50～70℃。
步骤3，成型的合金钢热处理；
步骤3.1，毛坯开箱后，热转电阻炉，采用毛坯去应力退火，退火温度500-600℃，保温5-10h，炉冷至室温进行粗加；
步骤3.2，粗加后，采用高温淬火，淬火温度Ac1+100～150℃，并高温回火；
步骤3.3，回火结束后，精加工至成品尺寸。
表1所示：改进前后主要在于化学成分的变化，成分决定组织，组织决定性能，C、Cr、Ni含量的提升，提高了阿塞尔轧辊材质的耐磨性。
Figure BDA0003351077370000051
表2所示：改进后工作层金相组织检测，碳化物含量得到提升5-10％，碳化物含量的增加，提高了阿塞尔轧辊的耐磨性。
Figure BDA0003351077370000052
表3所示：改进后工作层硬度检测，硬度提高了10HSD，硬度的增加，提高了阿塞尔轧辊的耐磨性。
Figure BDA0003351077370000053
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明装置权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于阿塞尔机架的轧辊，其特征在于，包括：工作层中各化学成分为C、Si、Mn、Cr、Mo、Ni含量，其各化学成分质量比C为1.0%-2.0%，Si为0.4%-1.2%，Mn为0.4%-1.0，Cr为0.5％-1.5％，Mo为0.4％～1％，Ni0.5～1.5，该化学成分形成碳化物合金钢。
2.一种用于阿塞尔机架的轧辊制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，合金钢钢水熔炼；
步骤2，合金钢采用离心复合成型；
步骤3，成型的合金钢热处理。
3.根据权利要求2所述一种用于阿塞尔机架的轧辊制造方法，其特征在于，
步骤1中包括如下步骤：
步骤1.1，将生铁、废钢、合金成分按照先后顺序，和比例加入中频炉感应炉熔化；
步骤1.2，炉前成分合格后，将外层温度提高至T熔+150~200℃，加入铝脱氧，控制温度在T熔+80~120℃出炉，芯部温度控制在T熔+100~150℃出炉；
步骤1.3，并在包底加入孕育剂，用于包内冲入法进行孕育处理。
4.根据权利要求2所述一种用于阿塞尔机架的轧辊制造方法，其特征在于，
步骤2中包括如下步骤：
步骤2.1，先打开离心机，使其转速达到工艺要求，然后浇入外层钢水，成型，随流加硅铁粒随流二次孕育，钢水浇注温度在T熔+30~50℃；
步骤2.2，外层浇注完毕后，用非接触式测温仪表测温，温度达到T固-20~40℃时，浇入芯部钢水，内层浇注温度控制在T熔+50~70℃。
5.根据权利要求2所述一种用于阿塞尔机架的轧辊制造方法，其特征在于，
步骤3中包括如下步骤：
步骤3.1，毛坯开箱后，热转电阻炉，采用毛坯去应力退火，退火温度500-600℃，保温5-10h，炉冷至室温进行粗加；
步骤3.2，粗加后，采用高温淬火，淬火温度Ac1+100~150℃，并高温回火；
步骤3.3，回火结束后，精加工至成品尺寸。
6.根据权利要求2所述一种用于阿塞尔机架的轧辊制造方法，其特征在于：该轧辊采用两层不同材质制成，其外层为该化学成分形成的碳化物合金钢，内层为石墨钢，该内层和外层均采用中频感应炉冶炼和离心铸造方法复合成型。
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