本发明专利技术公开了一种资源节约型含硼高速钢复合轧辊及其制备方法，由外层和辊芯两部分通过离心复合铸造而成。其外层各种原料组成：35-40％高速钢轧辊的合金铁屑、20-25％高铬铸铁轧辊的合金铁屑、15-20％高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的合金铁屑、4-8％钨渣铁合金、1.0-1.5％硼铁、1.0-1.2％低碳锰铁、0.15-0.25％钛铁、0.2-0.3％钇基重稀土硅铁合金、0.25-0.30％氮化铬铁、0.2-0.3％镁铝钙合金，余量是低碳废钢片。辊芯是球墨铸铁。本发明专利技术复合轧辊具有良好的综合力学性能和耐磨性，且以轧辊加工残渣为主要原料，具有节约资源和成本低廉等特点，推广应用具有良好的经济和社会效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合轧辊及其制备方法，特别涉及一种资源节约型含硼高速钢复合轧 辊及其制备方法，属于轧钢
技术介绍
轧辊是轧钢生产中的主要消耗备件，轧辊质量直接影响轧材表面质量、轧机作业 率和轧材生产成本，提高轧辊质量，降低轧辊生产成本一直是轧辊生产企业不断关注的课 题。目前常用的热轧辊材质有高镍铬无限冷硬铸铁、半钢、高铬白口铸铁和高碳高速 钢等，前者高镍铬无限冷硬铸铁轧辊因碳化物呈连续网状分布，轧辊脆性大；而半钢轧辊因 硬度低，耐磨性较差；高铬白口铸铁的含铬量在12-28 %之间，含碳量在2. 4-3. 6 %之间，其 耐磨性取决于碳和合金元素的含量、基体组织及碳化物的种类以及形态分布等。高铬铸铁 的显微组织是由初生奥氏体或其转变产物和共晶组织所组成。其共晶碳化物为六角形杆状 及板条状的M7C3型碳化物，呈断网状分布，显微硬度高达Hvl300-1800。高铬铸铁用作轧辊， 通过热处理后可获得具有一定韧性的较硬的基体上，均勻分布有孤立的硬块状一次碳化物 和一定量的弥散分布的二次碳化物组织，具有较强的抗磨料磨损性能。合金元素的加入及 相应的铸造和热处理工艺都是为了得到这种形态分布的合金碳化物及马氏体加一定量的 残余奥氏体。目前高铬铸铁已广泛用于轧辊生产中。但是，高铬铸铁轧辊仍存在高温硬度 低和高温耐磨性稍差等不足。高碳高速钢轧辊具有高温硬度高和高温耐磨性好等特点，在 热轧生产中取代高镍铬无限冷硬铸铁轧辊、半钢轧辊和高铬白口铸铁轧辊，都取得了良好 的使用效果。美国专利US6095957公开了采用离心铸造方法制造高速钢轧辊，轧辊主要成分 是2. 4-2. 9% C，彡 Si，彡 1%Μη, 12-18% Cr, 3-9% Mo, 3-8% V, 0. 5-4% Nb，余Fe。加入 较多的Nb主要是为了减轻VC的偏析。日本特许公报JP6330235-A也报道了采用离心铸造 方法制造高速钢轧辊，其轧辊组成如下1. 4-2. 6% C,0. 2-1. 5% Si,^ 1. 5% Mn, 3-8% Cr, 6-14% (2Mo+ff),4-8% V，且 V 彡 11. 5-2. 5XC，0. 3-2. 5% Ti，余 i^e，其化学组成中不含镍， 但含有较多的钛。日本特许公报JP6330234-A还报道了采用离心铸造方法制造高硬度耐 磨高速钢轧辊，其轧辊组成如下0. 1-2. 5% C，0. 2-1. 5% SK 1. 5% Mn, 3-8% Cr, 6-14% (2Mo+ff)，3-8% V，0. 3-4% Ta,余!^e，其化学组成中含有较多价格昂贵的钽。中国专利技术专利CN1807671公开了一种冶金轧辊工艺配方，尤其是公开一种连续铸 造复合高速钢轧辊外层辊身的工艺配方。外层辊身的工艺配方(重量％)是1. 5-3. 5C， 2. 0-7. OCr, 2. 0-7. OMo, 4. 0-10. 0V, 4. 0-10. Off, 0-10. OCo, Ni < 2. 0，其余为 Fe。采用该配 方可以开发W、V含量高、偏析轻、耐磨性好的复合高速钢轧辊，来满足热连轧技术的需求， 降低轧制中换辊频率，大幅度提高轧机的作业率。中国专利技术专利CN1631565公开了高钒高 速钢复合轧辊及生产工艺，轧辊分为辊芯和轧辊耐磨层，辊芯采用韧性较好的低合金钢或 中碳钢材料制作，轧辊耐磨层采用高钒高速钢材料，该高钒高速钢的主要元素含量为C 1. 8-3. 5%,V :7-12%,Cr :4_5%、Mo :2_4%、Ni :0. 5-1. 5%，余量为铁。其生产工艺为辊芯 与轧辊耐磨层通过感应加热顺序凝固结晶方法复合熔铸为一体。轧辊组织致密、均勻，无偏 析，两种材料为良好的冶金结合，结合强度高，使用过程中不会发生断裂、碎裂现象，可减少 易损件失效而造成的停机次数，有效提高了轧辊的韧性和耐磨性。中国专利技术专利CN1179368 也公开了一种离心复合高速钢轧辊的生产方法，主要特征是轧辊外层材质为高速钢，轧辊 芯部材质为合金球墨铸铁，两种不同材料采用离心铸造复合而成。外层钢水在浇注前加入 稀土进行变质处理，稀土的加入量为0. 03 0. 5%。同时，在外层钢水浇注后加入保护剂 保护，以防止外层内表面的氧化，保护剂的加入量为3 ^g/m2，外层钢水的浇注温度为 1400 1550°C，芯部铁水的浇注温度为1350 1450°C。但是，由于凝固温度范围宽，热裂抗 力低，加之在离心铸造过程中受离心压力和离心机震动而产生的机械应力作用，离心铸造 高速钢轧辊极易出现裂纹。轧辊使用条件苛刻，性能要求高，工作面不允许焊补，裂纹的出 现直接导致轧辊报废。中国专利技术专利CN101773935A还公开了一种高速钢复合轧辊，包括外 层和辊芯，所述外层的化学组成成分(质量分数，% )是0. 5-0. 8C，1. 5-1. 8Β，8· 0-11. OCr，4.0-5. 5Μο, 1. 0-1. 2V,2. 0-2. 5Α1，0· 1-0. 4Ni，0. 04-0. 08Mg,0. 06-0. 15Ti, Si < 0. 7，Mn<0.4, S < 0. 04，P < 0. 05，余量为！^ ；所述辊芯是球墨铸铁。该专利技术还公开了上述复合 轧辊的制备方法将复合轧辊外层和辊芯分别用电炉熔炼，采用离心铸造方法复合成形。中 国专利技术专利CN101705430A还公开了一种高速钢轧辊及其在电磁场下离心复合制备方法， 高速钢轧辊的工作层材质成分为(重量％ ) :C :1· 5% 2. 5%，V :4. 0 6. 0%，W :4· 0% 6. 0%, Mo 1. 5% 4. 5%, Cr 2. 0% 4. 0%, Zr 0. 04% 0. 18%, B 0. 001 0. 003%, Si彡0.5%，Mn彡0.5%，余量为!^e及杂质元素，杂质中要求S < 0. 01 %，P < 0.01%, 0<0. 0010%。采用脉冲电磁场下离心复合方法浇铸轧辊，脉冲磁场的频率为0. 1 10Hz， 铸型中心磁场的峰值强度为1 10T。该轧辊具有多种析出强化相，施加的脉冲磁场使强 化相及基体晶粒有效细化，并使强化相弥散分布，克服了合金元素的偏析，能大幅度提高轧 辊的性能。中国专利技术专利CN101812646A还公开了轧辊用高速钢合金的铸造工艺，涉及金 属铸造工艺，该工艺先采用快淬甩带法分别制得薄片状的纳米晶稀土硅铁孕育剂和薄片状 的纳米晶硼铁细化剂，再用由该纳米晶稀土硅铁孕育剂和纳米晶硼铁细化剂构成的变质剂 对轧辊用高速钢合金组织进行晶粒和组织细化处理，以克服高速钢合金铸造的缺陷，显著 细化了其基体晶粒并使碳化物断网，从而明显地提高了所制得的高速钢轧辊的综合力学性 能。中国专利技术专利CN101574706还公开了一种亚半高速钢轧辊及其热处理工艺，亚半高速 钢轧辊的组成是①化学成份质量含量C :0. 5 1. 2%，Si 0. 20 0. 85%，Cr :0. 90 5.00%,Mn+Mo+Ni+V+Ti+Re :1. 2 5. 0% ；②组织珠光体+索式体+MC、M2C+少量铁素体； 或马氏体+残奥+MC、M2C，或贝式体；③硬度5本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种资源节约型含硼高速钢复合轧辊，由外层和辊芯两部分通过离心复合铸造而成，其特征在于，轧辊辊芯是球墨铸铁；轧辊外层各种原料的加入量为３５～４０％高速钢轧辊的合金铁屑，２０～２５％高铬铸铁轧辊的合金铁屑，１５～２０％高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的合金铁屑，１．０～１．２％低碳锰铁，４～８％钨渣铁合金，１．０～１．５％硼铁，０．１５～０．２５％钛铁、０．２～０．３％钇基重稀土硅铁合金，０．２５～０．３０％氮化铬铁，０．２～０．３％镁铝钙合金，余量是低碳废钢片。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：符寒光，郭红星，蒋业华，周荣，雷永平，岑启宏，窦永平，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11
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