一種外層為高速鋼的熱軋復合工作輥的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種外層為高速鋼的熱軋復合工作輥的制備方法，所述高速鋼的化學成分以重量百分數計由下列組份組成：C：2.1-2.3，Si：0.2-0.4，Mn：1.3-1.5，Cr：8.2-8.4，Mo：1.3-1.5，W：5.8-6.2，V：2.5-3.5，Co：3.5-4.5，Ni：2.1-2.3，B：0.004-0.006,P＜0.1,S＜0.015；其余為Fe和不可避免的雜質；所述制備方法包括如下步驟：1）熔煉外層高速鋼；2）采用預制球磨鑄鐵輥芯，將其垂直放于水冷鑄模中，將第1）步的熔融鋼液澆入；3）澆鑄的軋輥經機械粗加工后進行淬火和回火熱處理，熱處理后再進行機械精加工。
【專利說明】一種外層為高速鋼的熱軋復合工作輥的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金【技術領域】，尤其涉及一種外層為高速鋼的熱軋復合工作輥的制備方法。
【背景技術】
[0002]近幾年來，熱軋技術取得了很大進步，在熱軋用軋輥的發(fā)展從材質和制造工藝上大致經歷了以下幾個過程:軋輥材質從單一的鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼逐漸發(fā)展到復合軋輥用高鎳鉻鑄鐵、高鉻鑄鐵直至最新發(fā)展的鑄造高速鋼；制造工藝也從普通整體鑄造工藝發(fā)展到復合鑄造工藝，其中復合鑄造工藝又從靜態(tài)澆注法發(fā)展到離心鑄造法。
[0003]代表當代軋制技術水平的熱連軋技術，采用了低溫、大壓下量、小輥徑軋制等降低能耗措施，為控制板形和提高板材質量，采用了六輥、雙交叉、雙重彎輥、小輥徑軋制技術，使輥身接觸應力增加1-2.5倍，輥徑推力增加3-7倍，彎曲應力增加2-3倍，接觸頻率增加數倍。采用小輥徑軋制，再加上水平彎曲，小輥徑工作輥頸的彎曲強度必須大于250MPa，相當于700MPa拉伸強度，這些軋制技術的變化對軋輥提出了更高的要求，而目前國內現有的軋輥很難達到這些要求。使用原有傳統(tǒng)材質的軋輥，除輥耗大之外，熱軋質量不好，如加工板帶時，會直接影響冷軋板帶的質量，結果造成輕工用薄板幾乎全部依賴進口 ；另外，我國軋鋼業(yè)所用軋輥的質量與工業(yè)發(fā)達國家相比有很大差距，軋制中換輥頻繁，軋機作業(yè)率低，生產成本高，經濟效益差。
[0004]目前，國際上生產高速鋼軋輥采用的復合工藝主要為離心法，離心復合高速鋼軋輥生產技術是先將熔化好的外層鋼液倒入高速旋轉的模筒內先形成外層，而后再填入球墨鑄鐵的熔體形成輥頸。離心法雖然是很成熟的復合軋輥制造技術，但存在以下缺點:(I)高速鋼中含有較多的W、Cr、Mo、V等合金元素，而這些元素及其形成的碳化物密度差別很大，在離心力作用下發(fā)生碳化物偏析，外層V含量低，而W、Mo含量高，內層正好相反，這樣嚴重影響了軋輥的耐磨性。(2)高碳高釩高速鋼在結晶過程中產生MC先共晶碳化物，因其密度比鋼液小，在離心力作用下，易偏析在工作層的內側，導致軋制中摩擦系數變化，引起鋼材產品尺寸超差。美國專利US6095957中公開了一種碳化物偏析少的軋輥材料，其化學成分(重量 ％ )是 2.4-2.9C, 12.0-18.0Cr, 3.0-9.0Mo, 3.0-7.0V, 0.5-4.0Nb, Si < 1.0，Mn< 1.0,ff < 1.0。日本專利公報特開平4-365836也公開了一種碳化物偏析少的軋輥材料，其化學成分(重量％ ) 1.5-3.5C，5.5-12.0Cr, 2.0-8.0Mo, 3.0-10.0V, 0.6-7.0Nb, Si < 1.5，Mn < 1.2，Ni < 5.5。它是采取添加Nb元素來提高MC型碳化物密度，并限制添加密度高的W元素，雖然有效地控制了碳化物的偏析，但Nb元素提高了鋼的淬火溫度，此外產品中Nb系的MC型碳化物比V系的MC型碳化物粗大，導致軋輥使用中易發(fā)生剝落；同時含W量低的高速鋼紅硬性差，高溫硬度低，高溫耐磨性差，降低了軋輥的使用壽命。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種外層為高速鋼的熱軋復合工作輥的制備方法，該外層高速鋼具有較好的耐磨性，使得換輥頻率降低，提高工作效率。
[0006]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0007]—種外層為高速鋼的熱軋復合工作輥的制備方法，所述高速鋼的化學成分以重量百分數計由下列組份組成:C:2.1-2.3，Si:0.2-0.4，Mn:1.3-1.5，Cr:8.2-8.4，Mo:
1.3-1.5，W:5.8-6.2，V:2.5-3.5，Co:3.5-4.5，N1:2.1-2.3，B:0.004-0.006，P < 0.1, S
<0.015 ;其余為Fe和不可避免的雜質；所述制備方法包括如下步驟:
[0008]1)熔煉外層高速鋼，按常規(guī)工藝采用感應爐熔煉高速鋼，調整出鋼溫度為1610-1630°C準備澆注；
[0009]2)采用預制球磨鑄鐵輥芯，將其垂直放于水冷鑄模中，將第I)步的熔融鋼液澆A ；
[0010]3)澆鑄的軋輥經機械粗加工后進行淬火和回火熱處理，熱處理后再進行機械精加工，其中淬火溫度為1020-1040°C，回火溫度為480-500°C，回火保溫時間為2_4小時。
[0011]本發(fā)明與現有技術相比具有如下優(yōu)點:
[0012]通過對外層高速鋼合金元素的調整，有效地控制了碳化物的偏析，提高了軋輥的力學性能、耐磨性和紅硬性；使得外層軋輥的壽命提高了 1.2-1.5倍，降低軋制中換輥頻率，大幅度提高軋機的作業(yè)率，降低生產成本，提高經濟效益。外層高速鋼的力學性能為抗拉強度 1050-1 100MPa，硬度為 HRC56-58。
【具體實施方式】
[0013]實施例一
[0014]一種外層為高速鋼的熱軋復合工作輥的制備方法，所述高速鋼的化學成分以重量百分數計由下列組份組成:c:2.1，Si:0.4，Mn:1.3，Cr:8.4，Mo:1.3，W:6.2，V:2.5，Co:
4.5,Ni:2.1,B:0.006，P < 0.1, S < 0.015 ;其余為Fe和不可避免的雜質；所述制備方法包括如下步驟:
[0015]1)熔煉外層高速鋼，按常規(guī)工藝采用感應爐熔煉高速鋼，調整出鋼溫度為1610°C準備澆注；
[0016]2)采用預制球磨鑄鐵輥芯，將其垂直放于水冷鑄模中，將第1)步的熔融鋼液澆λ ；
[0017]3)澆鑄的軋輥經機械粗加工后進行淬火和回火熱處理，熱處理后再進行機械精加工，其中淬火溫度為1020°C，回火溫度為500°C，回火保溫時間為2小時。
[0018]實施例二
[0019]一種外層為高速鋼的熱軋復合工作輥的制備方法，所述高速鋼的化學成分以重量百分數計由下列組份組成:c:2.3，Si:0.2，Mn:1.5，Cr:8.2，Mo:1.5，W:5.8，V:3.5，Co:
3.5，Ni:2.3，B:0.004，P < 0.1, S < 0.015 ;其余為Fe和不可避免的雜質；所述制備方法包括如下步驟:
[0020]1)熔煉外層高速鋼，按常規(guī)工藝采用感應爐熔煉高速鋼，調整出鋼溫度為1630°C準備澆注；
[0021]2)采用預制球磨鑄鐵輥芯，將其垂直放于水冷鑄模中，將第I)步的熔融鋼液澆Λ；[0022]3)澆鑄的軋輥經機械粗加工后進行淬火和回火熱處理，熱處理后再進行機械精加工，其中淬火溫度為1040°C，回火溫度為480°C，回火保溫時間為4小時。
[0023]實施例三
[0024]一種外層為高速鋼的熱軋復合工作輥的制備方法，所述高速鋼的化學成分以重量百分數計由下列組份組成:C:2.2，Si:0.3，Mn:1.4，Cr:8.3，Mo:1.4，W:6.0，V:3.0，Co:4.0，Ni:2.2，B:0.005，P < 0.1, S < 0.015 ;其余為Fe和不可避免的雜質；所述制備方法包括如下步驟:
[0025]I)熔煉外層高速鋼，按常規(guī)工藝采用感應爐熔煉高速鋼，調整出鋼溫度為1620°C準備澆注；
[0026]2)采用預制球磨鑄鐵輥芯，將其垂直放于水冷鑄模中，將第I)步的熔融鋼液澆A ；
[0027]3)澆鑄的軋輥經機械粗加工后進行淬火和回火熱處理，熱處理后再進行機械精加工，其中淬火溫度為1030°C，回火溫度為490°C，回火保溫時間為3小時。
【權利要求】
1.一種外層為高速鋼的熱軋復合工作輥的制備方法，其特征在于，所述高速鋼的化學成分以重量百分數計由下列組份組成:C:2.1-2.3，Si:0.2-0.4，Mn:1.3-1.5，Cr:8.2-8.4，Mo:1.3-1.5, W:5.8-6.2, V:2.5-3.5, Co:3.5-4.5,N1:2.1-2.3,B:0.004-0.006，P < 0.1, S<0.015 ;其余為Fe和不可避免的雜質；所述制備方法包括如下步驟: 1)熔煉外層高速鋼，按常規(guī)工藝采用感應爐熔煉高速鋼，調整出鋼溫度為1610-1630°C準備澆注； 2)采用預制球磨鑄鐵輥芯，將其垂直放于水冷鑄模中，將第I)步的熔融鋼液澆入； 3)澆鑄的軋輥經機械粗加工后進行淬火和回火熱處理，熱處理后再進行機械精加工，其中淬火溫度為1020-1040°C，回火溫度為480-500°C，回火保溫時間為2_4小時。
【文檔編號】B22D19/16GK103805901SQ201210445645
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月8日 優(yōu)先權日:2012年11月8日
【發(fā)明者】林永峰 申請人:無錫新三洲特鋼有限公司