一种离心轧辊的工作层组织性能控制方法技术

本发明专利技术公开了一种离心轧辊的工作层组织性能控制方法，属于轧钢制造技术领域，包括轧辊凝固过程的铸后等温淬火冷却控制和毛坯等温退火+回火热处理；适用于组分含量的质量分数为C：2.6～3.6%、Ni≥4.0%、Σ(Cr+Mo+V+W)≥2%的无限冷硬铸铁材质离心轧辊的凝固+热处理配合方法。本发明专利技术通过合理控制无限冷硬铸铁材质离心轧辊的凝固降温过程以及退火温度和时间，可使其热后组织达到和两次以上退火组织相当的性能，取代解决了该类轧辊必须经过两次以上退火处理，设备占用时间长、生产周期长、成本高的问题，具有生产工艺简单，性能稳定的特点。

A control method of working layer structure and properties of centrifugal roller

【技术实现步骤摘要】
一种离心轧辊的工作层组织性能控制方法
本专利技术涉及轧钢制造
，尤其是一种离心轧辊的工作层组织性能控制方法，用于一种无限冷硬铸铁材质离心轧辊的凝固+热处理配合方法。
技术介绍
热轧板带轧机后段工作辊一般选择一种无限冷硬铸铁材质的工作层以及球墨铁芯部，采用离心复合工艺生产，经常应用于热连轧精轧机架以及中宽厚板的粗精轧工作辊，工作层一般采用亚共晶铸铁成分，通过添加较高合金配比，使铸态组织除了一定量的共晶石墨和碳化物以外，基体以残奥为主，并在铸造后为了达到组织性能要求，一般进行两次甚至多次退火处理，存在设备占用时间长、生产周期长、成本高的问题。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种离心轧辊的工作层组织性能控制方法；采用轧辊凝固过程的铸后等温淬火冷却控制和毛坯等温退火+回火热处理；能够在满足组织性能要求的前提下，减小设备占用时间、缩短生产周期、降低生产成本，尤其适用于组分含量的质量分数为C：2.6～3.6%、Ni≥4.0%、Σ(Cr+Mo+V+W)≥2%的无限冷硬铸铁材质离心轧辊的凝固+热处理配合方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种离心轧辊的工作层组织性能控制方法，包括轧辊凝固过程的铸后等温淬火冷却控制和毛坯等温退火+回火热处理；适用于组分含量的质量分数为C：2.6～3.6%、Ni≥4.0%、Σ(Cr+Mo+V+W)≥2%的无限冷硬铸铁材质离心轧辊的凝固+热处理配合方法。本专利技术技术方案的进一步改进在于：轧辊凝固过程的铸后等温淬火冷却控制采用两阶段控制：第一阶段：在轧辊工作层材质固相线至珠光体转变温度1150～600℃区间快速降温，降温速率达到工作层材质避开珠光体转变最小临界冷却速率要求；第二阶段：在轧辊工作层材质的贝氏体转变温度500～360℃区间进行温度控制，使该温度区间停留超过16h。本专利技术技术方案的进一步改进在于：通过轧辊凝固过程的铸后等温淬火冷却控制采用分阶段控制后工作层组织达到如下状态：铸态贝氏体量≥30%，珠光体量面积比例≤3%，残余奥氏体量≤30%，其余组织为石墨和共晶碳化物。本专利技术技术方案的进一步改进在于：轧辊毛坯等温退火+回火热处理包括以下步骤：S1：在贝氏体转变温度500～360℃区间及以上进行等温退火保温；退火温度依据产品工作层测得的贝氏体转变曲线鼻子尖的温度进行选择；S2：等温退火保温结束后，紧接着升温至贝氏体温度区间以上回火热处理，回火温度根据辊身硬度范围选择。本专利技术技术方案的进一步改进在于：S1中退火温度在贝氏体转变曲线鼻子尖温度的基础上±10℃。本专利技术技术方案的进一步改进在于：S2中辊身硬度要求72～80HSD时，回火温度选择520±10℃；辊身硬度要求77～85HSD时，回火温度选择500±10℃。本专利技术技术方案的进一步改进在于：最终轧辊工作层组织状态为：贝氏体+少量马氏体、残余奥氏体+碳化物+石墨，珠光体面积比例≤3%，马氏体、残余奥氏体比例≤5%。本专利技术技术方案的进一步改进在于：最终轧辊辊身硬度范围为72～85HS，工作层硬度落差≤3HS，辊身硬度均匀性≤4HS。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：1、本专利技术在轧辊凝固过程的铸后等温淬火冷却控制采用两阶段控制，使工作层组织状态达到：铸态贝氏体量≥30%，珠光体量面积比例≤3%，残余奥氏体量≤30%，其余组织为石墨和共晶碳化物。2、本专利技术采用毛坯等温退火+回火热处理工艺，代替了毛坯铸后两次或多次退火热处理工艺，轧辊最终工作层组织性能及辊身性能与原工艺方法相当，在保证轧辊的性能要求前提下，比传统无限冷硬铸铁材质离心轧辊热处理次数减少一次，生产周期得到了大幅缩短。3、本专利技术通过合理控制无限冷硬铸铁材质离心轧辊的凝固降温过程以及退火温度和时间，可使其热后组织达到和两次以上退火组织相当的性能，取代解决了该类轧辊必须经过两次以上退火处理，设备占用时间长、生产周期长、成本高的问题，具有生产工艺简单，性能稳定的特点。4、本专利技术采用无限冷硬铸铁材质离心轧辊的凝固+热处理配合方法，使轧辊最终组织状态为贝氏体+少量马氏体、残余奥氏体+碳化物+石墨，珠光体面积比例≤3%，马氏体、残余奥氏体比例≤5%；辊身硬度范围达到了72～85HS，工作层硬度落差≤3HS，辊身硬度均匀性≤4HS；是一种新型的铸造及热处理生产工艺。具体实施方式本专利技术是专门针对组分含量的质量分数为C：2.6～3.6%、Ni≥4.0%、Σ(Cr+Mo+V+W)≥2%的无限冷硬铸铁材质离心轧辊的凝固+热处理配合方法，采用轧辊凝固过程的铸后等温淬火冷却控制和毛坯等温退火+回火热处理，取代解决了该类轧辊必须经过两次以上退火处理，设备占用时间长、生产周期长、成本高的问题，具有生产工艺简单，性能稳定的特点。下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明：一种离心轧辊的工作层组织性能控制方法，包括轧辊凝固过程的铸后等温淬火冷却控制和毛坯等温退火+回火热处理；适用于组分含量的质量分数为C：2.6～3.6%、Ni≥4.0%、Σ(Cr+Mo+V+W)≥2%的无限冷硬铸铁材质离心轧辊的凝固+热处理配合方法；该轧辊中其余的组分为Fe和不可避免的杂质。最终轧辊工作层组织状态为：贝氏体+少量马氏体、残余奥氏体+碳化物+石墨，珠光体面积比例≤3%，马氏体、残余奥氏体比例≤5%；最终轧辊辊身硬度范围为72～85HS，工作层硬度落差≤3HS，辊身硬度均匀性≤4HS。轧辊凝固过程的铸后等温淬火冷却控制采用两阶段控制：第一阶段：在轧辊工作层材质固相线至珠光体转变温度1150～600℃区间快速降温，降温速率达到工作层材质避开珠光体转变最小临界冷却速率要求；第二阶段：在轧辊工作层材质的贝氏体转变温度500～360℃区间进行温度控制，在该阶段缓慢降温或保温，使该温度区间停留超过16h。根据化学成分计算或者使用专用仪器测得材质固相线温度、珠光体转变区温度、避开珠光体转变所需临界冷却速率、贝氏体转变区温度。通过轧辊凝固过程的铸后等温淬火冷却控制采用两阶段控制后工作层组织达到如下状态：工作层铸态贝氏体量≥30%，珠光体量面积比例≤3%，残余奥氏体量≤30%，其余组织为石墨和共晶碳化物。轧辊毛坯等温退火+回火热处理包括以下步骤：S1：在贝氏体转变温度500～360℃区间及以上进行等温退火保温；退火温度依据产品工作层测得的贝氏体转变曲线鼻子尖的温度进行选择；退火温度在贝氏体转变曲线鼻子尖温度的基础上±10℃。贝氏体转变曲线鼻子尖温度为计算或专用仪器测得。S2：等温退火保温结束后，紧接着升温至贝氏体温度区间以上回火热处理，回火温度根据辊身硬度范围选择；辊身硬度要求72～80HSD时，回火温度选择520±10℃；辊身硬度要求77～85HSD时，回火温度选择500±10℃。实施例1：一种用于热连轧精轧工作辊，辊身直径为700mm，工作层使用40mm（半径），本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离心轧辊的工作层组织性能控制方法，其特征在于：包括轧辊凝固过程的铸后等温淬火冷却控制和毛坯等温退火+回火热处理；适用于组分含量的质量分数为C：2.6～3.6%、Ni≥4.0%、Σ(Cr+Mo+V+W)≥2%的无限冷硬铸铁材质离心轧辊的凝固+热处理配合方法。/n

【技术特征摘要】
1.一种离心轧辊的工作层组织性能控制方法，其特征在于：包括轧辊凝固过程的铸后等温淬火冷却控制和毛坯等温退火+回火热处理；适用于组分含量的质量分数为C：2.6～3.6%、Ni≥4.0%、Σ(Cr+Mo+V+W)≥2%的无限冷硬铸铁材质离心轧辊的凝固+热处理配合方法。


2.根据权利要求1所述的一种离心轧辊的工作层组织性能控制方法，其特征在于：轧辊凝固过程的铸后等温淬火冷却控制采用两阶段控制：
第一阶段：在轧辊工作层材质固相线至珠光体转变温度1150～600℃区间快速降温，降温速率达到工作层材质避开珠光体转变最小临界冷却速率要求；
第二阶段：在轧辊工作层材质的贝氏体转变温度500～360℃区间进行温度控制，使该温度区间停留超过16h。


3.根据权利要求2所述的一种离心轧辊的工作层组织性能控制方法，其特征在于：通过轧辊凝固过程的铸后等温淬火冷却控制采用两阶段控制后工作层组织达到如下状态：铸态贝氏体量≥30%，珠光体量面积比例≤3%，残余奥氏体量≤30%，其余组织为石墨和共晶碳化物。


4.根据权利要求1所述的一种离心轧辊的工作层组织性能控制方法，其特征在于：轧辊毛坯等温退火+回火热处...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘娣，肖泽扬，田春霞，
申请(专利权)人：中钢集团邢台机械轧辊有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13