一種特殊合金半鋼材質(zhì)的開坯輥及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種特殊合金半鋼材質(zhì)的開坯輥及其制造方法，用于型鋼-軌梁萬能乳機(jī)的開坯機(jī)架。
【背景技術(shù)】
[0002]型鋼-軌梁萬能乳機(jī)的開坯機(jī)架乳制溫度高、乳制壓力大，要求乳輥具有良好的抗熱裂性能和較高的強(qiáng)度。為保證乳材的表面質(zhì)量及尺寸精度，要求乳輥具有一定的耐磨性。另外由于型鋼斷面通常較為復(fù)雜、在乳制過程中變形很不均勻，型鋼各部位的溫度、變形量不同導(dǎo)致乳輥各部位承受的溫度應(yīng)力、乳制力相差很大。因此，為實(shí)現(xiàn)均勻磨損，要求乳輥在輥身表面和孔型底部具有近似的硬度。
[0003]因合金鑄鋼兼具一定的強(qiáng)度和韌性，國內(nèi)型鋼-軌梁萬能乳機(jī)開坯機(jī)架一般采用合金鑄鋼材質(zhì)，但由于型鋼乳制的特殊性，會(huì)造成合金鑄鋼乳輥局部不耐磨現(xiàn)象。而傳統(tǒng)半鋼材質(zhì)由于碳含量高、強(qiáng)度不足，易造成斷輥等惡性事故的發(fā)生。因此，型鋼-軌梁萬能乳機(jī)開坯輥應(yīng)具有高強(qiáng)度、良好的抗熱裂性能、耐磨性及低硬度落差等綜合性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種特殊合金半鋼材質(zhì)的開坯輥及其制造方法，使開坯輥具備高強(qiáng)度、良好的抗熱裂性能和耐磨性及低硬度落差等綜合性能，能夠適應(yīng)型鋼-軌梁乳機(jī)開坯機(jī)架復(fù)雜的乳制條件。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種特殊合金半鋼材質(zhì)的開還棍，其材質(zhì)中的化學(xué)組分及重量百分含量為:c:0.80?1.30%，Si:0.30 ?0.70%，Mn:0.70 ?1.30%，P 彡 0.03%，S 彡 0.03%, Cr:0.80 ?2.50%，Ni:0.50?1.50%，Mo:0.40?1.00%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:一種特殊合金半鋼材質(zhì)的開坯輥制造方法，包括以下步驟:
A、將原材料放入電弧爐中采用氧化法初步熔煉，電弧爐初步熔煉結(jié)束后對熔液進(jìn)行爐外精煉；
B、精煉結(jié)束后采用底注法進(jìn)行澆注成型；
C、鋼坯開箱后進(jìn)行退火處理，退火溫度為700°C?800°C;
D、將鋼坯進(jìn)行機(jī)械加工；
E、對機(jī)械加工成型的開坯輥進(jìn)行正火+回火處理。
[0007]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述步驟A氧化法冶煉中的氧化期采用氧化反應(yīng)完成脫P(yáng)、脫S及去除金屬中的氣體和非金屬夾雜物，還原期采取擴(kuò)散脫氧法脫除鋼液中的氧。
[0008]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述步驟C中澆注完成后對冒口部分進(jìn)行電加熱。
[0009]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述步驟E中正火+回火處理具體為:先對開坯輥進(jìn)行正火處理，正火溫度為900°C?980°C，正火冷卻方式采用風(fēng)冷+空冷的冷卻方式，當(dāng)乳輥冷卻到450?500 °C時(shí)，停止冷卻，進(jìn)行回火處理，回火溫度為550 °C?600 °C。
[0010]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是:
由于特殊合金半鋼中的碳含量處于合金鑄鋼與傳統(tǒng)半鋼之間，使得開坯輥的強(qiáng)度、抗熱裂性能較傳統(tǒng)半鋼有所提高，耐磨性比合金鑄鋼材質(zhì)有所改善，開坯輥的綜合性能能夠適用于型鋼-軌梁乳機(jī)開坯機(jī)架復(fù)雜的乳制條件。
[0011]熔煉過程采用電弧爐爐內(nèi)熔煉+爐外精煉的工藝，提高熔煉效果，使得鋼液的質(zhì)量比采用一般電弧爐冶煉的更高，減少開坯輥中夾渣等缺陷的產(chǎn)生。
[0012]采用底注法進(jìn)行澆注，澆注完成后對冒口部分進(jìn)行電加熱，防止開坯輥中縮孔的產(chǎn)生。
[0013]對機(jī)械加工成型的開坯輥熱處理中的正火冷卻采取風(fēng)冷+空冷的方式，確保達(dá)到合適的硬度，又可避免冷速過快產(chǎn)生裂紋，提高開坯輥的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的開坯輥的金相組織照片。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
一種特殊合金半鋼材質(zhì)的開坯輥，開坯輥材質(zhì)中的化學(xué)組分及重量百分含量為:C:
0.80 ?1.30%，Si:0.30 ?0.70%，Mn:0.70 ?1.30%，P 彡 0.03%，S 彡 0.03%，Cr:0.80 ?2.50%,Ni:0.50?1.50%,Mo:0.40?1.00%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。由于特殊合金半鋼中的碳含量處于合金鑄鋼與傳統(tǒng)半鋼之間，使得開坯輥的強(qiáng)度、抗熱裂性能較傳統(tǒng)半鋼有所提高，耐磨性比合金鑄鋼材質(zhì)有所改善，開坯輥的綜合性能能夠適用于型鋼-軌梁乳機(jī)開坯機(jī)架復(fù)雜的乳制條件。
[0016]該開坯輥制造方法包括以下步驟:
A、將原材料放入電弧爐中采用氧化法初步熔煉，電弧爐初步熔煉結(jié)束后對熔液進(jìn)行爐外精煉；
按設(shè)計(jì)目標(biāo)的各化學(xué)組分的含量配比選配原材料并放入電弧爐中采用氧化法進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1500°C?1600°C，升溫速度為50°C /h，熔煉的氧化期采用氧化反應(yīng)完成脫P(yáng)、脫S及去除金屬中的氣體和非金屬夾雜物，還原期采取擴(kuò)散脫氧法脫除鋼液中的氧。電弧爐初步熔煉結(jié)束后，進(jìn)行爐外精煉，提高鋼液質(zhì)量。
[0017]熔煉過程采用電弧爐爐內(nèi)熔煉+爐外精煉的工藝，提高熔煉效果，使得鋼液的質(zhì)量比采用一般電弧爐冶煉的更高，減少開坯輥中夾渣等缺陷的產(chǎn)生。
[0018]B、精煉結(jié)束后采用底注法進(jìn)行澆注成型；
澆注過程采用合箱底注法進(jìn)行澆注，澆注時(shí)使鋼液產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，將夾雜物匯聚在中心并隨著鋼液上升帶到冒口部位，得到乳輥毛坯。澆注完成后對冒口部分進(jìn)行電加熱，防止開坯輥中縮孔的產(chǎn)生。
[0019]C、鋼坯開箱后進(jìn)行退火處理，退火溫度為700°C?800°C ; D、將鋼坯進(jìn)行機(jī)械加工；
E、對機(jī)械加工成型的開坯輥進(jìn)行正火+回火處理；
正火溫度為900°C?980°C，正火冷卻方式采用吹風(fēng)+空冷冷卻方式，確保達(dá)到合適的硬度，又可避免冷速過快產(chǎn)生裂紋，提高開坯輥的質(zhì)量。當(dāng)乳輥冷卻到500°C時(shí)，停止冷卻，進(jìn)行回火處理，回火溫度為550°C?600°C，時(shí)間依據(jù)乳輥規(guī)格尺寸進(jìn)行確定。
[0020]經(jīng)上述處理后，開坯輥的工作層硬度為46?49HSD，金相組織如圖1所示，開坯輥輥頸的抗拉強(qiáng)度為930?955MPa。
[0021]實(shí)施例1
開坯輥材質(zhì)中的化學(xué)組分及重量百分含量為:c:0.80%，Si:0.30%，Mn:0.70%，P:
0.01%，S:0.0:1%, Cr:0