一种耐磨高速钢复合轧辊及其制备方法技术

一种耐磨高速钢复合轧辊及其制备方法，属于轧辊技术领域。复合轧辊由辊身高速钢和辊芯球墨铸铁通过离心复合铸造成一体，辊身钢水的化学组成及其质量分数控制在1.5-2.4％C、3.5-6.0％Cr、3.5-6.0％Mo、3.5-6.0％V、1.5-3.5％W、0.6-1.2％Nb、0.5-1.2％Ni、0.3-0.8％Si、0.3-0.8％Mn、S<0.04％、P<0.04％，余量Fe，对辊身钢水进行脱氧并采用多元微合金线对钢水进行炉外变质处理，然后在离心机上浇注成轧辊，辊芯采用球墨铸铁，轧辊经淬火后回火处理，具有硬度高、强韧性和耐磨性好等特点，具有优异的使用效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种耐磨复合轧辊及其制备方法，特别涉及一种耐磨高速钢复合轧辊及其制备方法，属于轧辊

技术介绍
轧辊是轧钢生产中的重要消耗备件，轧辊质量既影响轧材的表明质量和尺寸精度，也影响轧机的生产作业率，因此提高轧辊耐磨性是世界各国轧辊研制者不断关注的重大课题，长期以来，国内外普遍使用高铬铸铁轧辊、冷硬铸铁轧辊和半钢轧辊等品种。中国专利技术专利CN102371273公开了一种高铬铸铁轧辊及其生产方法，其特征在于，轧辊外层熔炼时添加了合金成分W和V，热处理工艺得到回火马氏体和弥散分布的球状、块状MC型碳化物，保证基体有高的强韧性和硬度。所述的轧辊外层的化学成分重量百分比为：C2.3～3.0％、Si0.4～1.0％、Mn0.4～1.0％、P＜0.06％、S＜0.01％、Cr15～20％、Ni1.0～1.5％、Mo3.5～5.0％、V0.5～1.0％、W0.1～0.5％，其余为Fe。与现有技术相比，该专利技术的有益效果是：加入V和W，提高轧辊的高温红硬性；改进热处理工艺，改进后的轧辊毫米轧材同比增加20％～30％，平均每次轧辊的修磨量在0.3㎜以内。中国专利技术专利CN101537427还公开了一种离心铸造高铬铸铁复合轧辊及其制备方法，包括轧辊外层和轧辊辊芯，所述的轧辊外层的材料的化学成分重量％为：25～28％的高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的合金铁屑，28～30％的碳素铬铁，1.5～2.5％的中碳锰铁，2.5～3.5％的硼铁，0.5～0.8％的硅钙钡合金，0.2～0.4％的铝，0.3～0.5％的钛铁，0.2～0.4％的稀土硅铁，0.10～0.15％的锌，0.15～0.18％的镁，余量为低碳废钢片；所述轧辊辊芯为高强度合金铸铁或低合金球墨铸铁，所述的轧辊外层和辊芯两部分通过离心复合铸造而成。优点：轧辊生产成本低廉；轧辊中夹杂物少，组织纯净度高；可提高轧辊淬透性和淬硬性；有利于轧辊力学性能和热疲劳性能的提高；使用寿命高，生产成本低。中国专利技术专利CN103526125公开了涉及一种半钢轧辊及其制造方法，由辊颈、辊身和辊芯组成，其辊身的化学组成质量百分比为：C：2.15～2.40％、Si0.25～0.45％、Mn0.7～1.0％、Mo0.15～0.40％、Ni0.9～1.1％、Cr2.2～2.5％、V0.10～0.15％、Ti0.8～1.0％、N0.02～0.06％、La0.02～0.05％、Ce0.02～0.05、且0.05％≤La+Ce≤0.08％、B0.010-0.025％、Al0.8～1.0％、P≤0.05％、S≤0.03％，余量Fe，因凝固组织细小，加工性能好，可以取消球化退火，缩短生产周期，降低能耗。中国专利技术专利CN101537428还公开了一种半钢轧辊及其制备方法，属于轧钢
其化学组成成分及其质量百分比为：C：1.65－1.90％，Cr：0.80－1.15％，Si：0.35－0.65％，Mn：0.60－1.00％，Mo：0.30－0.60％，Ni：0.20－0.80％，K：0.05－0.10％，Na：0.05－0.10％，Ti：0.05－0.15％，Nb：0.05－0.15％，Y：0.08－0.15％，Mg：0.03－0.08％，Zn：0.02－0.04％，Al：0.60－1.00％，P：＜0.04％，S：＜0.03％，其余为Fe。优点：化学成分组成合理，半钢轧辊的辊身硬度可达55－58HS，抗拉强度可达900－950MPa，冲击韧度达到10－12J/cm2；能节约镍资源和降低成本；能简化热处理，缩短制造周期，提高热处理效率且节约能源；可细化凝固组织，改善碳化物的形态及分布的均匀性且能抑制合金元素的偏析；使用寿命提高。中国专利技术专利CN101892374还公开了一种高硬度半钢轧辊的热处理方法，适用于材料为155CrNiMo或180CrNiMo辊身直径为Φ850～1350mm的轧辊。热处理工艺方法包括将轧辊整体加热到正火温度950－1000℃，并保温15～30h；迅速将轧辊吊出加热炉，放入淬火油中冷却，使轧辊表面温度达到230～250℃，50mm深处的温度为270～300℃，100mm深处的温度400－450℃；再将轧辊迅速吊到喷雾机上进行吹风冷却，使轧辊表面温度达到≤480℃且不再升温后再逐步下调风压，整个风冷过程的冷速控制在2－5℃/min；当轧辊表面温度能够保持在480℃以下300℃以上且不再升温时，空冷即可。该专利技术改变了半钢轧辊常用的热处理方法，通过恰当控制油冷时间、不同阶段的冷却温度，打破了半钢和铸铁材料不能进行油冷处理的观念；再通过控制风量和吹风的强度，使轧辊在一定的冷却速度下冷却，通过油冷和风冷的两种冷却方法的有效配合，使高硬度大型半钢轧辊硬度达到55HSD以上。中国专利技术专利CN1598030公开了关于对金属加工热轧、冷轧板带用轧辊材料－－镍铬钼无限冷硬铸铁的改进，尤其涉及一种耐磨性和抗热裂纹性能好，使用寿命长的轧辊用镍铬钼无限冷硬铸铁，其特征是在镍铬钼无限冷硬铸铁(Ⅳ)成分中添加有0.03－0.1％(WT)的硼和0.2－1.5％的铌。以及由此材料制成的复合轧辊。由于添加了硼和铌，使材料的耐磨性和抗热裂纹性能得到显著提高，克服了原材料的不足。由此材料为工作层制成的复合轧辊，使用寿命较原来大大提高，可使板带的轧制量提高20％以上；抗热裂纹性能的改善，显著减少了停机换辊修复次数，不仅降低了操作劳动强度，而且还可提高轧机的作业率，增加班时轧制产量。中国专利技术专利CN101177759还公开了一种离心复合改进型无限冷硬铸铁轧辊及其制备方法，其辊身化学成分是(重量％)：3.2－3.8C，3.8－4.5Ni，1.2－1.8Cr，0.2－0.4Mo，0.2－0.5Cu，1.0－1.8Si，＜0.8Mn，0.10－0.30Nb，0.05－0.20V，0.05－0.20Ti，0.04－0.07Mg，0.02－0.05Y，0.01－0.03Sb，其余为Fe和不可避免的微量杂质。本专利技术轧辊利用电炉便可生产，采用离心铸造方法成形，轧辊强度和硬度高，韧性、硬度均匀性和淬透性好，耐磨性和抗氧化性优良，抗激冷激热性能也很好，使用过程中不断裂、不起皮、不发生龟裂、不粘钢，使用性能明显优于高镍铬无限冷硬铸铁轧辊，生产工艺简单，不需要进行高温热处理，生产成本低。使用该专利技术轧辊可以显著提高轧钢机作业率，降低轧材生产成本，改善轧材表面质量，具有很好的经济和社会效益。中国专利技术专利CN101509095还公开了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐磨高速钢复合轧辊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：①先在中频感应电炉内熔化高速钢复合轧辊辊身即指轧辊的工作部分，辊身钢水的化学组成及其质量分数控制在1.5‑2.4％C、3.5‑6.0％Cr、3.5‑6.0％Mo、3.5‑6.0％V、1.5‑3.5％W、0.6‑1.2％Nb、0.5‑1.2％Ni、0.3‑0.8％Si、0.3‑0.8％Mn、S<0.04％、P<0.04％，余量Fe；②当步骤①的辊身钢水温度达到1620‑1650℃时，将钢水出炉到钢包，钢包底部预先加入了多元铝铁合金脱氧剂，多元铝铁合金脱氧剂的化学组成质量分数：40.0‑44.0％Al,<0.35％C,2.0‑3.0％Si,2.5‑3.0％Mn,4.0‑4.5％Ca,2.5‑3.0％Ba,<0.02％S,<0.03％P,余量Fe；多元铝铁合金脱氧剂加入量占进入钢包内辊身钢水质量的0.35‑0.50％；钢水经脱氧和扒渣后，继续往钢包内加入直径Ф6.0‑8.5mm的多元微合金线对钢水进行炉外变质处理，多元微合金线加入量占钢包内钢水质量的0.75‑0.90％，多元微合金线的化学组成质量分数：10‑15％Ti,6‑8％V,8‑10％N,2.5‑3.5％Mg,6‑8％％Ce,1.8‑2.2％Zn,2.5‑3.5％Zr,1.5‑2.0％Ta,<0.02％S,<0.03％P,余量Fe；③当步骤②的变质处理后的钢水温度降至1430‑1480℃时，将其浇入转速为500‑1000转/分钟的离心机上的铸模内，钢水在离心机上旋转10‑15分钟后，用非接触式测温仪测量轧辊辊身内表面温度，当温度为1200‑1260℃时，在静态下浇注辊芯的球墨铸铁铁水，球墨铸铁铁水的化学组成质量分数：3.5‑3.9％C,2.1‑2.4％Si,0.3‑0.6％Mn,0.04‑0.07％Mg,0.25‑0.35％Ni,0.02‑0.04％Sb,S<0.008％,P<0.030％,余量Fe；球墨铸铁铁水浇注温度为1320‑1350℃，球墨铸铁铁水浇注完毕12‑24小时后，取出高速钢复合轧辊进缓冷坑，然后进行粗加工；④粗加工后的高速钢复合轧辊随炉加热至1050‑1080℃，保温4‑10小时后出炉风冷至温度低于300℃，继续入炉加热至550‑600℃，保温12‑20小时后随炉冷至温度低于200℃，继续在炉内重新加热至510‑550℃，保温12‑20小时后，随炉冷至温度低于150℃，出炉空冷至室温，精加工至规定尺寸和精度，即可获得耐磨高速钢复合轧辊。...

【技术特征摘要】
1.一种耐磨高速钢复合轧辊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
①先在中频感应电炉内熔化高速钢复合轧辊辊身即指轧辊的工作部分，辊身钢水的化学
组成及其质量分数控制在1.5-2.4％C、3.5-6.0％Cr、3.5-6.0％Mo、3.5-6.0％V、1.5-3.5％W、
0.6-1.2％Nb、0.5-1.2％Ni、0.3-0.8％Si、0.3-0.8％Mn、S<0.04％、P<0.04％，余量Fe；
②当步骤①的辊身钢水温度达到1620-1650℃时，将钢水出炉到钢包，钢包底部预先加
入了多元铝铁合金脱氧剂，多元铝铁合金脱氧剂的化学组成质量分数：40.0-44.0％Al,<0.35％C,
2.0-3.0％Si,2.5-3.0％Mn,4.0-4.5％Ca,2.5-3.0％Ba,<0.02％S,<0.03％P,余量Fe；多元铝铁合金
脱氧剂加入量占进入钢包内辊身钢水质量的0.35-0.50％；钢水经脱氧和扒渣后，继续往钢包
内加入直径Ф6.0-8.5mm的多元微合金线对钢水进行炉外变质处理，多元微合金线加入量占
钢包内钢水质量的0.75-0.90％，多元微合金线的化学组成质量分数：10-15％Ti,6-8％V,8-10％N,
2.5-3.5％Mg,6-8％％Ce,1.8-2.2％Zn,2.5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：张政龙，
申请(专利权)人：安徽环渤湾高速钢轧辊有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34