專利名稱：軋制型鋼用復合輥環(huán)的制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬于軋鋼技術領域，涉及一種用于各類型鋼軋機軋制型鋼用復合輥環(huán)的制造方法。
本發(fā)明復合輥環(huán)與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點①用本發(fā)明制造復合輥環(huán)，工藝簡單，克服了傳統(tǒng)復合鑄造輥環(huán)需要兩套熔煉設備同時熔化內、外層金屬，復合層易出現(xiàn)氣孔、夾雜、疏松、分層等鑄造缺陷，降低結合層強度，影響復合輥環(huán)質量。
②用本發(fā)明制造復合輥環(huán)克服了傳統(tǒng)復合鑄造輥環(huán)高溫熱處理時，內層強度明顯下降，輥環(huán)使用時易變形、開裂，以及內外層材料熱物理性能不同，高溫熱處理時，熱應力大，結合層易開裂。
③用本發(fā)明制造復合輥環(huán)，選擇合適厚度的保溫材料板保護輥環(huán)內層，選擇合適直徑高強度耐熱鋼螺栓固定保溫材料板，淬火處理后可獲得外層硬度高、耐磨性好，內層硬度低、加工性能好的復合輥環(huán)。
本發(fā)明復合輥環(huán)淬火加熱時內層用保溫材料板保護，保溫材料板厚度小于15mm，輥環(huán)淬火冷卻時，保溫材料板的保溫效果差，內層冷卻快，淬火后輥環(huán)內層組織中含有較多高硬度的馬氏體或貝氏體，加工性能差。保溫材料板厚度超過45mm，保溫材料板體積過大，淬火熱處理時占用的爐膛體積多，降低了熱處理爐的工作效率。保溫材料板厚度15mm～45mm既有良好的保溫效果，占用的爐膛體積適中，用于熱處理復合輥環(huán)效果最好。
本發(fā)明復合輥環(huán)淬火加熱時固定保溫材料板的高強度耐熱鋼螺栓直徑小于φ10mm，由于高溫加熱和保溫時，螺栓強度下降，易出現(xiàn)變形和斷裂，影響保溫材料板的保溫效果。高強度耐熱鋼螺栓直徑大于φ55mm，螺栓重量增加，增加了輥環(huán)淬火時搬運的難度，同時螺栓直徑過大，增加了吸熱量，降低了熱處理的加熱效率。此外螺栓直徑過大，由于鋼的導熱性好，輥環(huán)淬火冷卻時，輥環(huán)內層的熱量易于沿螺栓傳遞，增大了輥環(huán)內層的冷卻速度，淬火后輥環(huán)內層組織中含有較多高硬度的馬氏體或貝氏體，加工性能差。高強度耐熱鋼螺栓直徑φ10mm～φ55mm，既保證了足夠的連接強度，同時又不會使輥環(huán)內層過多的熱量沿螺栓傳遞，保證了保溫材料板的保溫效果，有利于通過熱處理獲得復合輥環(huán)。
下面結合附圖和發(fā)明人依本發(fā)明的技術方案所完成的實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。這些實施例僅是本發(fā)明的較佳的實施例，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
實施例1用離心鑄造方法整體澆注高速鋼輥環(huán)，輥環(huán)毛坯尺寸φ305/φ130×100(mm)，輥環(huán)的化學成分如下(重量％)1.58C，0.74Si，0.55Mn，1.02Ni，4.89W，4.53Mo，1.78V，2.81Nb，7.34Cr，1.32Co，0.024S，0.027P，其余為Fe。輥環(huán)退火處理后進行粗加工，退火處理工藝是輥環(huán)在熱處理爐內隨爐加熱到920℃，保溫5h，爐冷，退火后輥環(huán)硬度31.4HRC。粗加工后的輥環(huán)尺寸為φ287/φ157×92(mm)。粗加工后輥環(huán)進行淬火和回火處理。輥環(huán)淬火時按附

圖1所示的方式將輥環(huán)4內層用保溫材料板3保護。保溫材料板3厚度為24mm，保溫材料板3直徑φ230mm，比輥環(huán)4允許報廢尺寸φ255mm小25mm，保溫材料板3由直徑φ14mm的高強度耐熱鋼螺栓5、墊片2和螺帽1固定。高速鋼輥環(huán)淬火處理工藝是高速鋼輥環(huán)4連同保溫材料板3、高強度耐熱鋼螺栓5、墊片2和螺帽1一起隨爐加熱到1060℃，保溫3h，然后快速冷卻，淬火后輥環(huán)4外層獲得了高硬度的馬氏體組織，硬度大于62HRC，內層獲得了低硬度的珠光體組織，硬度小于32HRC。輥環(huán)4淬火后在560℃回火兩次，回火后輥環(huán)4磨削加工到成品尺寸φ285/φ160×90(mm)。輥環(huán)4回火處理后外層由于有部分殘余奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，硬度進一步提高，硬度大于65HRC，內層硬度變化不大，用本發(fā)明獲得的高速鋼復合輥環(huán)內層硬度低，銑鍵槽和鉆螺紋孔方便，效率高、速度快；外層硬度高，耐磨性好，應用于高速線材軋機預精軋機組上，使用壽命比高鎳鉻無限冷硬鑄鐵輥環(huán)提高10倍以上。
實施例2用離心鑄造方法整體澆注高鉻鑄鐵輥環(huán)，輥環(huán)毛坯尺寸φ372/φ190×115(mm)，輥環(huán)的化學成分如下(重量％)3.12C，0.83Si，0.75Mn，1.02Ni，1.53Mo，20.84Cr，0.037S，0.028P，其余為Fe。輥環(huán)退火處理后進行粗加工，退火處理工藝是輥環(huán)在熱處理爐內隨爐加熱到900℃，保溫6h，爐冷，退火后輥環(huán)硬度29.7HRC。粗加工后的輥環(huán)尺寸為φ352/φ218×107(mm)。粗加工后輥環(huán)進行淬火和回火處理。輥環(huán)淬火時按附圖1所示的方式將輥環(huán)4內層用保溫材料板3保護。保溫材料板3厚度為28mm，保溫材料板3直徑φ280mm，比輥環(huán)4允許報廢尺寸φ305mm小25mm，保溫材料板3由直徑φ16mm的高強度耐熱鋼螺栓5、墊片2、螺帽1固定。高鉻鑄鐵輥環(huán)淬火處理工藝是高鉻鑄鐵輥環(huán)4連同保溫材料板3、高強度耐熱鋼螺栓5、墊片2和螺帽1一起隨爐加熱到1020℃，保溫4h，然后快速冷卻，淬火后輥環(huán)4外層獲得了高硬度的馬氏體組織，硬度大于60HRC，內層獲得了低硬度的珠光體組織，硬度小于32HRC。輥環(huán)4淬火后在500℃回火一次，回火后輥環(huán)4磨削加工到成品尺寸φ350/φ220×105(mm)。輥環(huán)4回火處理后外層由于有部分殘余奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，硬度進一步提高，硬度大于62HRC，內層硬度變化不大，用本發(fā)明獲得的高鉻鑄鐵復合輥環(huán)內層硬度低，銑鍵槽和鉆螺紋孔方便，效率高、速度快；外層硬度高，耐磨性好，應用于棒材軋機切分機組上，使用壽命比高鎳鉻無限冷硬鑄鐵輥環(huán)提高2倍以上。
權利要求
1.一種用于各類型鋼軋機軋制型鋼用復合輥環(huán)的制造方法，采用耐磨合金澆注成整體輥環(huán)，經(jīng)退火處理后進行粗加工，經(jīng)淬火和回火處理后進行精加工；其特征在于，在輥環(huán)淬火加熱前將輥環(huán)內層用保溫材料板進行保護，保溫材料板由高強度耐熱鋼螺栓固定，保溫材料板和螺栓隨輥環(huán)在熱處理爐內一起加熱和保溫，然后再一起進行快速冷卻，當輥環(huán)外層冷卻到常溫時，即可獲得內外層組織和性能完全不同的復合輥環(huán)。
2.如權利要求1所說的復合輥環(huán)制造方法，其特征在于，所述保溫材料板的厚度為15mm～45mm。
3.如權利要求1所說的復合輥環(huán)制造方法，其特征在于，所述用于固定保溫材料板的高強度耐熱鋼螺栓直徑為φ10mm～φ55mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于各類型鋼軋機軋制型鋼用復合輥環(huán)的制造方法，采用耐磨合金澆注成整體輥環(huán)，輥環(huán)淬火加熱前用將輥環(huán)內層用保溫材料板保護，保溫材料板由高強度耐熱鋼螺栓、墊片和螺帽固定，保溫材料板和螺栓、墊片、螺帽隨輥環(huán)在熱處理爐內一起加熱和保溫，在隨后的快速冷卻中，輥環(huán)外層冷卻快，淬火組織中可獲得高硬度的馬氏體或貝氏體組織，輥環(huán)內層由于保溫材料板的保溫作用，冷卻緩慢，淬火后輥環(huán)內層主要是珠光體組織，硬度較低，具有很好的加工性能，既可以方便地銑鍵槽，也可以方便地在內層鉆螺紋孔。采用本發(fā)明可獲得內外層組織和性能完全不同的復合輥環(huán)。本發(fā)明制造復合輥環(huán)生產工藝簡單、生產效率高，輥環(huán)質量好，內層加工性能好。
文檔編號B21B27/03GK1428212SQ02145549
公開日2003年7月9日 申請日期2002年12月24日 優(yōu)先權日2002年12月24日
發(fā)明者符寒光, 邢建東, 杜建銘 申請人:西安交通大學