本发明专利技术公开了一种钢管减径机或定径机用铸造高铬轧辊及其制备方法，本发明专利技术通过组分的优化设计，并根据本发明专利技术的用途、服役的具体工况条件及技术要求选定轧辊的组分配比，使用相应的铁合金、废钢等原料进行熔炼，获得需要的钢水，然后采取离心或砂型铸造方法，获得需要规格的毛坯，再对铸坯采用退火，淬火、回火等热处理方法以及进行车、磨等加工，生产出热轧无缝钢管张力减径机和定径机高铬轧辊，本发明专利技术轧辊表面硬度显著提高，宏观硬度达到54-62HRC，使铸造高铬轧辊的使用寿命至少提高了2倍以上，其耐磨性能和使用寿命的提高，不仅减少了轧辊的更换次数，节约了材料和生产成本，而且提高了无缝钢管机组的轧制能力和产量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铸造加工
，特别涉及一种热轧无缝钢管张力减径机或定径机用高铬轧辊制备方法及其高铬轧辊。
技术介绍
无缝钢管的减径或定径过程是钢管不带芯棒的多机架连轧过程。定径是为了完成钢管尺寸的精度以及真圆度的轧制，减径除了定径任务外要求减径率较大，以实现大管料生产小口径钢管。减、定径机一般为3 M机架二辊式或三辊式，减、定径后的钢管尺寸不再改变。无缝钢管减、定径轧辊在800 980°C的高温及冷却水激冷作用下受到切向拉伸和径向压缩的复合应力，并同时承受交变热应力作用，轧辊工作表面与钢管之间产生滚动与滑动摩擦，特别是张力减径磨损更加严重，因此要求轧辊具有高强度、高韧性和良好的耐磨性、抗冷热疲劳性。实际生产中对轧辊的磨损程度控制十分严格，一旦超过要求就必须修复以满足负公差轧制的需要。在实际应用中，减、定径机轧辊通常使用普通冷硬铸铁或合金球墨铸铁制成。普通冷硬铸铁减、定径轧辊耐磨性差，多应用于落后的无缝钢管机组。较先进的无缝钢管机组中应用的是合金球墨铸铁减、定径轧辊。合金球墨铸铁轧辊比冷硬铸铁轧辊性能好，使用寿命也长。但由于冷硬铸铁和合金球墨铸铁轧辊的硬度均较低，一般为45-50HRC，使用后表面粗糙，易粘钢，划伤钢管表面，影响轧制出钢管表面质量，使得轧辊更换频繁。一般1-2个班次就需更换一套轧辊。在轧制高钢级钢材或厚壁钢管时更换更加频繁。由于在使用中需要经过多次修复加工，一般需要加工掉50%，因此，要求轧辊要有较厚的工作层；其次，在更换时，还需要准备大量的定、减径机架。因此，重复加工浪费大量金属材料，频繁更换生产成本成倍增加。目前常规铸造生产工艺为冶炼、铸坯、热处理、加工等工序。而影响铸造产品质量的重要因素在于铸造中所采用的各种工艺参数、所使用的设备，以及所采用的工艺手段等； 每一个工序环节都可能对铸造产品的质量产生重大影响。由于热轧无缝钢管张力减径机和定径机高铬轧辊要求有足够厚的工作层，因此对铸坯的质量有严格的要求，以保证用于钢管张力减径机和定径机上的轧辊在高温及冷却水激冷作用具有高耐磨性和很好的综合强度。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决无缝钢管张力减径机或定径机用铸造轧辊的耐磨性、综合强度不高等问题，提供一种热轧无缝钢管张力减径机或定径机用的高铬轧辊以及其制备方法。本专利技术的技术方案如下本专利技术的钢管减径机或定径机用铸造高铬轧辊制备方法包括以下步骤冶炼选定高铬轧辊的组分配比进行熔炼，熔炼中进行脱气和吹氩精炼，以获得纯净钢水；铸坯铸出所需轧辊铸坯；在铸型下端设置整体冷铁，冷铁上表面铺设8_12mm厚型砂，砂型中设置有钢骨架，采用发热保温冒口，冷铁下设有振动器，当浇铸完毕后开启振动器，至钢水完成凝固过程；退火热处理对轧辊铸坯采用等温退火，将工件加热至920_960°C后，视工件有效厚度保温2-6小时，缓冷至700-750°C后，视工件有效厚度保温4_8小时，缓冷至600°C以下出炉空冷或炉冷；对轧辊铸坯进行粗加工；淬火热处理对粗加工后的轧辊进行淬火加回火处理，将粗加工后的轧辊加热至 970-1030°C，视工件有效厚度保温2-6小时，保温完成后移至150_220°C环境中风冷1_2小时后出炉空冷，冷却至工件表面100-120°C时入炉回火，回火温度200-300°C，视工件有效厚度保温2-6小时后出炉空冷。对上述轧辊进行精加工。本专利技术的无缝钢管减径机或定径机用铸造高铬轧辊，轧辊的组分以重量百分比计为C :1. 60-2. 20 Si 0. 20-0. 60 Mn 0. 40-0. 80 Cr 8. 00-12. 00 Mo 0. 20-0. 80%, Cu 0. 10-0. 30%, Al :0. 01-0. 30%, Nb :0. 03-0. 30%, Ti :0. 05-0. 30%, N ^ 0. 30%, RE 0. 02-0. 50%，P 和 S 均为 0. 05，余量为铁。采用本专利技术的轧辊组分并通过本专利技术的制备方法制备的铸造高铬轧辊，轧辊硬度提高很多，使用后轧辊表面磨损小且均勻，通过张力减径机和定径机轧制后的钢管表面质量良好，使用寿命较现有轧辊提高2-3倍，降低了轧辊的更换周期，节省了加工材料，降低了生产成本，提高了生产效率。附图说明图1为本专利技术铸造高铬轧辊的金相组织图。 具体实施例方式以下参照设计原理，附图以及示例性实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供的铸造高铬轧辊，因采取了合理的成分含量配比，同时在冶炼和铸造工艺中采取了多项创造性的工艺措施，保证了铸造高铬轧辊的使用性能，解决了热轧无缝钢管张力减径机或定径机目前常用的普通冷硬铸铁或合金球墨铸铁轧辊存在的易磨损、更换频繁、磨损后材料加工浪费大等问题。本专利技术的制备方法主要包括冶炼、铸造、退火热处理、粗加工、淬火加回火热处理、最后经过精加工而成。由于热轧无缝钢管张力减径机和定径机高铬轧辊要求有足够厚的工作层，因此， 对铸坯的质量有严格的要求，本专利技术对铸造和热处理方法进行了多项如下改进冶炼可在中频感应电炉中进行熔炼。选定高铬轧辊的组分配比进行熔炼，获得所需成分的钢水。本专利技术在熔炼过程中增加了脱气和吹氩精炼过程，以保证取得纯净的钢水。铸坯可采用离心铸造方法或其它砂型铸造方法生产。本专利技术在铸型下端设置整体冷铁，冷铁上表面铺设8-12mm厚型砂，以避免钢水冷却过快；在砂型中设置钢骨架，以使砂型具有足够强度；采用发热保温冒口，以保证补缩；在冷铁下设有超声振动器或机械振动器，当浇铸完毕后开启超声振动器，至钢水完成凝固过程。用上述方法获得的铸坯均可满足超声探伤和实际使用要求。退火热处理本专利技术的退火采用等温退火将工件加热至920-960°C后，视工件有效厚度保温2-6小时，缓冷至700-750°C后，视工件有效厚度保温4_8小时，缓冷至600°C以下出头炉空冷或炉冷。退火后对轧辊铸坯进行粗加工。淬火加回火热处理本专利技术的淬火采用一定温度范围下的风冷淬火，即将工件加热到970-1030°C后，视工件有效厚度保温2-6小时，保温完成后移至150_220°C环境中风冷 1-2小时后出炉空冷，冷却至工件表面100-120°C时再入炉回火，回火温度200-300°C，视工件有效厚度保温2-6小时后出炉空冷。风冷应使炉内环境温度保持在150-220°C，进风应预热至术150°C且有足够的量，以保证工件有足够的冷却速度。这种方法比常规常温风冷的优点是，可使工件在同等硬度的情况下，强度和韧性提高20-25%。最后对上述轧辊进行精加工即成为高耐磨性、高强度的铸造高铬轧辊。经检测，轧辊基体组织为马氏体加残余奥氏体，碳化物含量为20-25%，轧辊硬度达M-62HRC，轧辊圆周硬度不均勻度< 2HRC。本专利技术的高铬轧辊采用组分优化设计，轧辊组分以重量百分比计为C: 1. 60-2. 20 %、Si :0. 20-0. 60 %, Mn :0. 40-0. 80 %, Cr :8. 00-12. 00 %, Mo :0. 20-0. 80 %、 Cu :0. 10-0. 30%, Al :0. 01-0. 30%, Nb :0. 03-0. 30%, Ti :0. 05-0. 30%, N ^ 0. 30%, RE 0. 02-0. 50%，P和S均为0. 0本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种钢管减径机或定径机用铸造高铬轧辊制备方法，其特征在于包括以下步骤：冶炼：选定高铬轧辊的组分配比进行熔炼，熔炼中进行脱气和吹氩精炼，以获得纯净钢水；铸坯：铸出所需轧辊铸坯；在铸型下端设置整体冷铁，冷铁上表面铺设８－１２ｍｍ厚型砂，砂型中设置有钢骨架，采用发热保温冒口，冷铁下设有振动器，当浇铸完毕后开启振动器，至钢水完成凝固过程；退火热处理：对轧辊铸坯采用等温退火，将工件加热至９２０－９６０℃后，视工件有效厚度保温２－６小时，缓冷至７００－７５０℃后，视工件有效厚度保温４－８小时，缓冷至６００℃以下出炉空冷或炉冷；对轧辊铸坯进行粗加工；淬火热处理：对粗加工后的轧辊进行淬火加回火处理，将粗加工后的轧辊加热至９７０－１０３０℃，视工件有效厚度保温２－６小时，保温完成后移至１５０－２２０℃环境中风冷１－２小时后出炉空冷，冷却至工件表面１００－１２０℃时入炉回火，回火温度２００－３００℃，视工件有效厚度保温２－６小时后出炉空冷；对上述轧辊进行精加工。
【技术特征摘要】
1.一种钢管减径机或定径机用铸造高铬轧辊制备方法，其特征在于包括以下步骤 冶炼选定高铬轧辊的组分配比进行熔炼，熔炼中进行脱气和吹氩精炼，以获得纯净钢水；铸坯铸出所需轧辊铸坯；在铸型下端设置整体冷铁，冷铁上表面铺设8-12mm厚型砂， 砂型中设置有钢骨架，采用发热保温冒口，冷铁下设有振动器，当浇铸完毕后开启振动器， 至钢水完成凝固过程；退火热处理对轧辊铸坯采用等温退火，将工件加热至920-960°C后，视工件有效厚度保温2-6小时，缓冷至700-750°C后，视工件有效厚度保温4_8小时，缓冷至600°C以下出炉空冷或炉冷；对轧辊铸坯进行粗加工；淬火热处理对粗加工后的轧辊进行淬火加回火处理，将粗加工后的轧辊加热至 970-1030°C，视工件有效厚度保温2-6小时，保温完成后移至150_220°C环境中风冷1_2小时后出炉空冷，冷却至工件表面100-120°C时入炉回火，回火温度200-300 V，视工件有效厚度保温2-6小时后出炉空冷； 对上述轧辊进行精加工。2.根据权利要求1所述铸造高铬轧辊制备方法，其特征在于，所述铸造方法采用离心铸造或砂型铸造铸出所需铸坯。3.根据权利要求1所述铸造高铬轧辊制备方法，其特征在于，淬火加回火处理后的轧辊基体组织为马氏体加残余奥氏体，碳化物含量为20-25%，轧辊硬度达M-62HRC。4.根据权利要求3所述铸造高铬轧辊制备方法，其特征在于，所述轧辊硬度的轧辊圆周硬度不均勻度< 2HRC。5.根据权利要求1所述铸造高铬轧辊制备方法，其特征在于，所述振动器可采用超声振动器或机械振动器。6....
【专利技术属性】
技术研发人员：袁厚之，张凝，刘行一，王平，
申请(专利权)人：山东省四方技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：88
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