專利名稱：一種用于矯直圓鋼棒材的矯直輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是冶金行業(yè)中軋鋼用零件，尤其是一種用于矯直圓鋼棒材的矯直輥。
背景技術(shù)：
在我國特鋼棒材的生產(chǎn)規(guī)模很大，由于特鋼棒材的原始曲率大，塑變應(yīng)力及屈服強度高，因此矯直輥工作時需承受比鋼管大的多的沖擊力、壓應(yīng)力和滾動摩擦力。同時還要經(jīng)得起冷熱交變、激冷激熱的考驗。因此在特鋼生產(chǎn)中對特鋼棒材矯直輥的性能及制造技術(shù)提出了更高的要求。目前，國產(chǎn)圓鋼棒材矯直輥的輥套，通常采用9Cr2、9CrS1、9Cr2Mo或9Cr2MoV合金鍛鋼為材料，經(jīng)鍛造和熱處理加工而成。這種合金鍛鋼的矯直輥由于輥套工作層淬透深度僅有5-8毫米，而矯直輥工作層的使用報廢周期為半經(jīng)的15-20毫米，顯然鍛鋼矯直輥輥套的工作層厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足棒材矯直輥輥套的報廢周期的要求。再就是熱處理工藝復(fù)雜且難以掌控，在制造過程中輥套經(jīng)常出現(xiàn)淬透層成份偏析，硬度不均勻，開裂等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致廢品率高、成品率低，再加輥套毛坯鍛造余量大，造成大量的原材料及能源浪費，也加大了制造成本。由于合金鍛鋼制造的矯直輥存在諸多的問題，于是有人提出采用高鉻鑄鐵來制造矯直輥，中國專利2006101051487號就提供了一種采用鑄造高鉻鑄鐵或鑄造高鉻鑄鋼鋼管矯直輥的技術(shù)方案，該方案確實解決了合金鍛鋼制造的矯直輥存在的弊病，但是也還有不足之處，就是這種矯直輥只適用于用來矯直無縫鋼管等管材，而不能滿足矯直需承受比鋼管大的多的沖擊力、壓應(yīng)力和滾動摩擦力的特鋼棒材，這是現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的 技術(shù)問題，就是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種用于矯直圓鋼棒材的矯直輥技術(shù)方案，該方案采用了高碳和高鉻的高鉻合金加工矯直輥的輥套，使輥套具有高耐磨性和抗沖擊性；采用結(jié)構(gòu)合金鋼來加工矯直輥的輥軸，使輥軸保證了所需的強度、韌性和易加工性能，達(dá)到能承受大的沖擊力、壓應(yīng)力和滾動摩擦力。本方案是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的:用高鉻合金矯直圓鋼棒材的矯直輥，包括有輥軸和輥套，本方案的特點是所述輥套的材質(zhì)為高鉻合金，所用高鉻合金主要成分的重量百分比為:c:2.4-3.0%，Cr: 15-23%，N1:1.0-2.0%, Mo:1.5-3.0%, V: ^ 0.9%, Si:
0.5-1.2%, Mn:0.5-1.5%, S:彡 0.035%, P:彡 0.06%, Re:0.03-0.05%,其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。本方案具體的特點還有，在所述的輥套基體組織中，除了具有大量顯微硬度在1500-2000HV的M7C3型碳化物并呈條塊狀均勻分布外，輥套還在使用前就具備以馬氏體為主的基體組織。所述輥套的硬度為HRC=58-62。所述的輥軸采用的材質(zhì)為35CrMo或42CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼。本方案的有益效果可根據(jù)對上述方案的敘述得知，由于在該方案中采用了高碳和高鉻的高鉻合金加工矯直輥的輥套，碳是形成碳化物的最基本的元素，含碳量過低時會使組織中碳化物數(shù)量減少，過高時在凝固過程中產(chǎn)生成份偏析，基體組織容易出現(xiàn)M3C型滲碳體碳化物，會使輥套的耐磨性和抗熱裂性能下降，為適量控制組織中碳化物數(shù)量，合理選擇碳化物的形態(tài)尺寸及其分布特征，本方案將含碳量控制在比一般高鉻鑄鐵高的2.4-3.0%范圍內(nèi)；鉻是保證輥套產(chǎn)生優(yōu)異耐磨性能和韌性的基本合金元素，當(dāng)含鉻量小于10%時，將析出M3C滲碳體，含量超過25%時將析出M23C6型碳化物，故鉻含量小于10%或超過25%時都會降低碳化物的硬度，因此本方案將含鉻量選為12-23%，略高于一般高鉻鑄鐵的含鉻量，保證了輥套具有高耐磨性和抗沖擊性特點。采用結(jié)構(gòu)合金鋼來加工矯直輥的輥軸，使輥軸保證了所需的強度、韌性和易加工性能，達(dá)到能承受大的沖擊力、壓應(yīng)力和滾動摩擦力。由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進(jìn)步，其實施的有益效果也是顯而易見的。


圖1為本發(fā)明具體實施方式
的部分剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I為輥軸，2為輥套。
具體實施例方式為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過一個具體實施方式
，并結(jié)合其附圖，對本方案進(jìn)行闡述。本方案用于矯直圓鋼棒材的矯直輥，有輥軸I和輥套2，本方案所述輥套2的材質(zhì)為高鉻合金，所用高鉻合金主要成分的重量百分比為:C:2.4-3.0%，Cr =15-23%, Ni:
1.0-2.0%，Mo:1.5-3.0%, V:彡 0.9%, S1:0.5-1.2%, Mn:0.5-1.5%, S:彡 0.035%, P:彡 0.06%,Re:0.03-0.05%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。其中，碳是形成碳化物的最基本的元素，含碳量過低時會使組織中碳化物數(shù)量減少，過高時在凝固過程中產(chǎn)生成份偏析，基體組織容易出現(xiàn)M3C型滲碳體碳化物，會使輥套2的耐磨性和抗熱裂性能下降，為適量控制組織中碳化物數(shù)量，合理選擇碳化物的形態(tài)尺寸及其分布特征，本具體實施方式
采用高含碳量，將含碳量優(yōu)選在2.9-3.0% ;鉻是保證輥套2產(chǎn)生優(yōu)異耐磨性能和韌性的基本合金元素，當(dāng)含鉻量小于10%時，將析出M3C滲碳體，含量超過25%時將析出M23C6型碳化物，當(dāng)鉻含量小于10%或超過25%時都會降低碳化物的硬度，本具體實施方式
采用高鉻含量，將含鉻量優(yōu)選為22.5-23% ;鎳是為了使輥套兼有良好的淬透性而加入的，鎳含量小于1.0%時沒有硬化效果，而超過2.0%時基體組織中的殘余奧氏體會大量增加，導(dǎo)致輥套2基體硬度下降，本具體實施方式
采用將鎳的含量優(yōu)選為1.5-1.6% ;鑰是為了提高合金化鑄鐵的回火穩(wěn)定性，鉬進(jìn)入碳化物中有提高碳化物硬度的作用，由鑰和鉻形成的M7C3型碳化物具有很高的顯微硬度，然而當(dāng)鑰含量小于1.5%時，強化作用不明顯，當(dāng)超過1.5%時硬化速度加快，本具體實施方式
將鑰含量優(yōu)選在2.5-3.0% ;釩是為了強化基體，細(xì)化鑄造組織，改善碳化物的分布，但釩比鉻形成碳化物的傾向要大，為防止釩生成單一的碳化物，本具體實施方式
將含釩量嚴(yán)格控制在0.9%以下；硅是脫氧劑， 它還有減少鑄造缺陷和提高鐵水流動性的作用，當(dāng)硅含量小于0.5%時脫氧效果不明顯，而超過1.2%時基體組織中容易出現(xiàn)鐵素體，會使硬度降低，本具體實施方式
含硅量優(yōu)選為1.1-1.2%;錳是脫氧輔助劑，添加合理可降低鐵水中的非金屬夾雜物，本具體實施方式
采用的含錳量優(yōu)選為1.1-1.3% ;硫和磷是表面活性很強的有害元素，因此，本具體實施方式
將硫和磷含量控制在硫低于0.035%和磷低于0.06% ;本方案還加入有對鐵水進(jìn)行變質(zhì)處理的稀土，本具體實施方式
Re加入量為0.03-0.05%。本方案按上述成份熔煉鐵水，采用鑄造工藝鑄造出所需輥套2毛坯，經(jīng)脫穩(wěn)處理將輥套2基體組織中45-65%的殘余奧氏體分解轉(zhuǎn)化為馬氏體組織后，進(jìn)行機加工制造出成品輥套2。因此，在所述的輥套2基體組織中，除了具有大量顯微硬度在1500-2000HV的M7C3型碳化物并呈條塊狀均勻分布外，輥套2還在使用前就具備以馬氏體為主的基體組織，故能使所述輥套2的硬度為 HRC=58-62。所述的輥軸I采用的材質(zhì)為35CrMo或42CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼，采用鍛造、機加工和熱處理得到產(chǎn)品輥軸1，再將成品輥套2與加工好的成品輥軸I經(jīng)裝配成矯直輥。為能說明本方案的效果，可通過如下實際實驗說明:
1.按本方案制造的Φ85棒材矯直輥在Φ85七輥斜輥棒材矯直機上使用4個月共矯直合金結(jié)構(gòu)鋼棒材約4.2萬噸，而現(xiàn)有鍛鋼矯直輥正常使用為約1.6-2萬噸，過鋼量在鍛鋼矯直輥的兩倍以上。2.按本方案制造的Φ100棒材矯直輥7件，在Φ100七輥棒材矯直機上使用165天，從使用到報廢共矯直合金工具鋼圓鋼約6.32萬噸，而現(xiàn)有鍛鋼矯直輥過鋼量僅為
2.6-2.8萬噸，其耐磨性也在鍛鋼矯直輥的2倍以上。3.按本方案制造的Φ 130棒材矯直輥一套7件，在Φ 130七輥斜輥矯直機上使用，共矯直合結(jié)鋼棒材約9.62萬噸，而現(xiàn)有鍛鋼矯直輥過鋼量僅為4萬噸左右。4.按本方 案制造的Φ180棒材矯直輥一套共7件，其中:傳動輥4件、被動輥2件、尾輥I件，在Φ180棒材矯直機上使用六個月，共矯直合金工具鋼棒材18.36萬噸，而現(xiàn)有鍛鋼矯直輥為約6.5-7萬噸。5.按本方案制造的Φ220大型棒材矯直輥共7件，其中主動輥4件、被動輥2件、尾輥I件，在大型棒材矯直機Φ 220機組上使用8個月，共計矯直合結(jié)鋼棒材35萬余噸，而現(xiàn)有鍛鋼矯直輥過鋼量為約18萬噸。從上述實際實驗生產(chǎn)過程中所統(tǒng)計的過鋼量可以看出，本方案在實際應(yīng)用中表現(xiàn)出了十分優(yōu)異的耐磨性和可靠性。在運行一段時間后，由于工作面的磨損使光潔度更好，還提高了合金棒材產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。本發(fā)明并不僅限于上述具體實施方式
，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于矯直圓鋼棒材的矯直輥，包括有輥軸和輥套，其特征是:所述輥套的材質(zhì)為高鉻合金，所用高鉻合金主要成分的重量百分比為:C:2.4-3.0%，Cr =15-23%, Ni:1.0-2.0%，Mo:1.5-3.0%, V:彡 0.9%, S1:0.5-1.2%, Mn:0.5-1.5%, S:彡 0.035%, P:彡 0.06%,Re:0.03-0.05%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矯直輥，其特征是:在所述的輥套基體組織中，除了具有大量顯微硬度在1500-2000HV的M7C3型碳化物并呈條塊狀均勻分布外，輥套還在使用前就具備以馬氏體為主的基體組織。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的矯直輥，其特征是:所述輥套的硬度為HRC=58-62。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矯直輥，其特征是:所述的輥軸采用的材質(zhì)為35CrMo或42CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于矯直圓鋼棒材的矯直輥技術(shù)方案，該方案包括有輥軸和輥套，本方案所述輥套的材質(zhì)為高鉻合金，所用高鉻合金主要成分的重量百分比為C2.4-3.0%，Cr12-23%，Ni1.0-2.0%，Mo1.5-3.0%，V≤0.9%，Si0.5-1.2%，Mn0.5-1.5%，S≤0.035%，P≤0.06%，Re0.03-0.05%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。在所述的輥套基體組織中，除了具有大量顯微硬度在1500-2000HV的M7C3型碳化物并呈條塊狀均勻分布外，輥套還在使用前就具備以馬氏體為主的基體組織。所述輥套的硬度為HRC=58-62。所述的輥軸采用的材質(zhì)為35CrMo或42CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼。
文檔編號C22C38/56GK103160755SQ201310129138
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者平勇 申請人:平勇