CN115283636A - 铌钼冷硬合金复合辊及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轧辊技术领域，具体为铌钼冷硬合金复合辊的制备工艺，包括以下步骤S1、熔化：将生铁及低碳钢加入中频炉进行熔炼；S2、调制：加入铌钼合金；S3、离心浇铸：将铁液浇入离心浇铸机内，制作工作层；S4、静态浇铸：在工作层浇铸完成后，进行填芯浇铸，完成芯部浇铸；S5、脱模：浇铸完成后，进行脱模清砂处理；S6、热处理：再对铸件进行热处理；S7、机加工：按照图纸对铸件进行机加工；S8、检验：机加工完成后进行硬度探伤，铌钼冷硬合金复合辊，针对轧制角铁，小型钢的轧制特性研制，交付客户使用后，耐磨性明显增加，过钢量是其它材质的1.3倍。

Description

铌钼冷硬合金复合辊及其制备工艺
技术领域
本发明涉及轧辊技术领域，具体为铌钼冷硬合金复合辊的制备工艺。
背景技术
随着现代工业科技的发展，钢铁行业作为国家的支柱产业的重要性就更加突出了，各类工业用钢更加细化。对特种钢的生产轧制要求就更加规范严格了，以前钢材的轧制技术比较落后，对轧制过程中要求不高，可供选择的轧辊材质也比较单一，2000年左右随着离心铸造工艺用于轧辊，铸造工艺上了一个新的台阶，为各种合金组合制造轧辊工作层创造了多种可能。
目前行业轧制角钢，小型钢材常用的大多为镍铬钼球铁轧辊和和镍铬钼无限冷硬轧辊，这两类轧辊作为轧制线棒材和带钢轧制使用还能基本达到要求，轧制角钢，小型钢就不太好用了，线棒材带钢普遍开槽不深，对工作层硬度有些落差影响不大，而轧制角钢，小型钢，所开孔型较深硬度落差大，就造成孔型外口和槽底硬度不一样，槽底部分较软，容易磨损，使用效果不理想。
发明内容
本发明为了解决现有技术的轧辊轧制小型钢成效不足，槽底部分较软，容易磨损，使用效果不理想问题，提供铌钼冷硬合金复合辊的制备工艺。
本发明通过下述技术方案实现：
铌钼冷硬合金复合辊的制备工艺，包括以下步骤
S1、熔化：将生铁及低碳钢加入中频炉进行熔炼；
S2、调制：加入铌钼合金；
S3、离心浇铸：将铁液浇入离心浇铸机内，制作工作层；
S4、静态浇铸：在工作层浇铸完成后，进行填芯浇铸，完成芯部浇铸；
S5、脱模：浇铸完成后，进行脱模清砂处理；
S6、热处理：再对铸件进行热处理；
S7、机加工：按照图纸对铸件进行机加工；
S8、检验：机加工完成后进行硬度探伤。
作为本发明的一种优选方案：在步骤S2中，取工作层铁液进行取样化验。
作为本发明的一种优选方案：在步骤S6中，对铸件进行持续升温，以20摄氏度每小时的速率提温，升温至350摄氏度，同时保温2小时，再进行二次升温，以25摄氏度每小时的速率提温，升温至520摄氏度，同时保温12小时，保温完毕后进行冷却，随炉冷却至100摄氏度后出炉。
作为本发明的一种优选方案：按照上述制备工艺所制得的铌钼冷硬合金复合辊。
作为本发明的一种优选方案：其各成分及其质量百分比为C3.0-3.2、Si0.8-1.0、Mn0.5-0.6、Cr1.0-1.2、Nb0.5-0.6、Mo0.6-0.7、Ni3.0-3.2其余为Fe。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
调整复合辊基体组织，再添加铌，钼，通过铁模离心激冷铸造，降低硬度落差，提高轧辊工作层硬度，对轧制角钢和小型钢的强度进行针对性提升，通过少量元素达到使用效果显著，耐磨性明显增加，过钢量是其它材质的1.3倍。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的工艺流程图图；
图2为本发明的铸件热处理图；
图3为本发明复合辊金相图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
参照附图1-3，铌钼冷硬合金复合辊的制备工艺，包括以下步骤
S1、熔化：将生铁及低碳钢加入中频炉进行熔炼；
S2、调制：加入铌钼合金；
S3、离心浇铸：将铁液浇入离心浇铸机内，制作工作层；
工作层的离心浇铸温度设定为1360度，使用卧式离心机，在760的转速下工作16分钟后合箱。
S4、静态浇铸：在工作层浇铸完成后，进行填芯浇铸，完成芯部浇铸；
芯部的浇铸温度为1380度，
S5、脱模：浇铸完成后，进行脱模清砂处理；
S6、热处理：再对铸件进行热处理；
S7、机加工：按照图纸对铸件进行机加工；
通过机加工，确保产品最终的形态及性能稳定。
S8、检验：机加工完成后进行硬度探伤。
通过严格控制成分得到所需的基体组织后，再通过热处理，退火消除应力，经过机加工，打硬度(HS硬度70-75度)，探伤没有铸造缺陷产品合格即可出厂。
在本发明的一个实施例中，具体使用时，在步骤S2中，取工作层铁液进行取样化验。
熔化后的生铁和低碳钢加入铌钼合金形成新的铁液，对铁液进行取样，化验成分为C3.1%,Si0.9%,Mn0.51%,Cr1.1,Nb0.52,Mo0.65,Ni3.0。
在本发明的一个实施例中，具体使用时，在步骤S6中，对铸件进行持续升温，以20摄氏度每小时的速率提温，升温至350摄氏度，同时保温2小时，再进行二次升温，以25摄氏度每小时的速率提温，升温至520摄氏度，同时保温12小时，保温完毕后进行冷却，随炉冷却至100摄氏度后出炉。
经退火后，可消除铸件的内应力与成分的组织不均匀性；能改善和调整钢的力学性能，为下道工序作好组织准备。保证相应的组织转变，使铸件性能稳定；提高钢的热性和塑性，选择不同的回火温度，获得硬度、强度、塑性或韧性的适当配合，以满足不同工件的性能要求。
在本发明的一个实施例中，具体使用时，按照上述制备工艺所制得的铌钼冷硬合金复合辊。
在本发明的一个实施例中，具体使用时，其各成分及其质量百分比为C3.0-3.2、Si0.8-1.0、Mn0.5-0.6、Cr1.0-1.2、Nb0.5-0.6、Mo0.6-0.7、Ni3.0-3.2其余为Fe。
主要通过基体组织的调整和添加铌钼金属元素来达到更佳使用效果，一般生铁的含碳量为4.2%，硅0.5-1.4，锰0.15-0.25，磷0.03-0.1，硫0.02-0.04，根据轧制辊的使用性能要求，碳含量过高、石墨粗大容易在使用中出现疲劳裂纹断裂现象，同时需要确保硅碳当量以保证所加的合金能形成稳定的金属碳化物。因此确定新基体的各成分，其成分定在C3.0-3.2.Si0.8-1.0.Mn0.5-0.6.Cr1.0-1.2.Nb0.50-0.6.Mo0.6-0.7，Ni3.0-3.2，碳含量充分的保证了金属和碳能形成稳定的网状碳化物，提高了轧辊的硬度和韧性，与现有轧辊的主要区别在于使用了铌、钼元素，铌(Nb)在元素周期表中属于VB族，原子序数41，原子量为92.9064体心立方晶体，常见化合价为+4、+5铌原子和一些原子半径小的的元素如碳，硅，硼等生成的化合物都有很高的硬度和熔点。钼主要起到细化组织改善MC型碳化物分布，提高材质的淬透性，基体组织细化了，辊的材质在使用过程中韧性及耐磨度就相应得到增加了，从而提高了轧辊的使用效果。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.铌钼冷硬合金复合辊的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤
S1、熔化：将生铁及低碳钢加入中频炉进行熔炼；
S2、调制：加入铌钼合金；
S3、离心浇铸：将铁液浇入离心浇铸机内，制作工作层；
S4、静态浇铸：在工作层浇铸完成后，进行填芯浇铸，完成芯部浇铸；
S5、脱模：浇铸完成后，进行脱模清砂处理；
S6、热处理：再对铸件进行热处理；
S7、机加工：按照图纸对铸件进行机加工；
S8、检验：机加工完成后进行硬度探伤。
2.根据权利要求1所述的铌钼冷硬合金复合辊的制备工艺，其特征在于：在步骤S2中，取工作层铁液进行取样化验。
3.根据权利要求1所述的铌钼冷硬合金复合辊的制备工艺，其特征在于：在步骤S6中，对铸件进行持续升温，以20摄氏度每小时的速率提温，升温至350摄氏度，同时保温2小时，再进行二次升温，以25摄氏度每小时的速率提温，升温至520摄氏度，同时保温12小时，保温完毕后进行冷却，随炉冷却至100摄氏度后出炉。
4.一种铌钼冷硬合金复合辊，其特征在于：按照权利要求1-3任一制备工艺所制得的铌钼冷硬合金复合辊。
5.根据权利要求4所述的铌钼冷硬合金复合辊，其特征在于：其各成分及其质量百分比为C3.0-3.2、Si0.8-1.0、Mn0.5-0.6、Cr1.0-1.2、Nb0.5-0.6、Mo0.6-0.7、Ni3.0-3.2其余为Fe。
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