本发明涉及一种大型辊环冷型及其应用和制造工艺。
背景技术：
目前，离心铸造工艺有立式离心浇注，卧式离心浇注和盘式浇注，常用冷型材质有HT200～400、QT450～500、ZG230～450。大型辊环生产大都采用盘式离心浇注的方式，当铁水浇入辊环冷型后，辊环冷型内表受高温铁水热冲击，早期内表温度高，外表温度低，中期冷型表面温度达到300～400℃，开箱时冷型表面温度50～60℃，多次使用后将会产生热应力，使辊环冷型内表产生裂纹，严重时造成冷型报废。常用材质辊环冷型使用寿命只有20～50次，盘式离心铸造用冷型单重14～16t，价值昂贵。因此，如何提高辊环冷型使用寿命成为了该领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的就是提供一种大型辊环冷型及其应用和制造工艺，能完全解决上述现有技术存在的问题。本发明的目的通过下述技术方案来实现：一种大型辊环冷型，其特征在于所述冷型采用铸造碳钢制成，其化学组分及其质量百分含量为：C为0.2～0.35%，Si为0.25～0.45%，Mn为0.5～0.7%，P≤0.035%，S≤0.035%，Al为0.02～0.04%，Cr、Ni、Mo、V、Ti的总和≤1%，其余为Fe。上述冷型用于离心铸造成型大型辊环的应用。一种大型辊环，使用前述的冷型进行离心铸造成型辊环，且每成型15～20件辊环后需要对冷型进行应力处理，其应力处理方法为：采用40℃～60℃/h的升温速度将冷型加热至540℃～560℃，并保温10小时后，自然冷却至室温。一种大型辊环冷型的制造工艺，其特征在于：采用中频电炉熔炼钢锭，将中频电炉中的钢水倒入钢包中，随流冲入脱氧剂，然后对钢包中的钢水进行净化处理；完成后将钢包中的钢水注入模具铸造成型冷型毛坯，然后对冷型毛坯进行热处理，最后机加工得到需要尺寸和表面质量的冷型；所述热处理需要先进行正火，然后进行回火，且正火与回火之间无时间间隔。进一步，所述随流冲入的脱氧剂为硅钙合金和铝块，脱氧剂冲入量为：每吨钢水加入硅钙合金0.8～1.2kg，铝块0.5～0.7kg，并保证钢水脱氧后铝的质量百分含量为0.02～0.04%。进一步，所述净化处理为在钢包底部向钢水中吹氩5～8分钟。进一步，所述正火为采用40℃～60℃/h的升温速度将冷型毛坯从室温加热到880℃～900℃，保温8～10小时后进行循环吹风冷却1.5～2小时，使冷型毛坯温度降至400℃～500℃。进一步，所述回火连续进行两次，两次之间无时间间隔，第一次回火采用40℃～60℃/h的升温速度将冷型毛坯温度加热至650℃～680℃，并保温16小时后自然冷却至100℃；第二次回火采用40℃～60℃/h的升温速度将冷型毛坯温度加热至620℃～650℃，并保温16小时后自然冷却至室温，使得冷型毛坯的基体组织为粒状珠光体和碎块状铁素体，无魏氏组织。本发明中所述的常温是指25℃。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过本发明的设计，有效提高了辊环冷型的抗热裂性能和抗热疲劳能力，使辊环冷型使用次数大大提高，延长其使用寿命，降低了生产成本，减少了因辊环冷型开裂而造成辊环报废的质量问题。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。本发明一方面提供了一种大型辊环冷型，所述冷型采用铸造碳钢制成，其化学组分及其质量百分含量为：C为0.2～0.35%，Si为0.25～0.45%，Mn为0.5～0.7%，P≤0.035%，S≤0.035%，Al为0.02～0.04%，Cr、Ni、Mo、V、Ti的总和≤1%，其余为Fe。本发明第二方面提供了利用上述冷型进行离心铸造成型的大型辊环及其成型方法，包括一种大型辊环，使用前述的冷型进行离心铸造成型辊环，且每成型15～20件辊环后需要对冷型进行应力处理，其应力处理方法为：采用40℃～60℃/h的升温速度将冷型加热至540℃～560℃，并保温10小时后，自然冷却至室温。本发明第三方面提供了一种大型辊环冷型的制造工艺，采用中频电炉熔炼钢锭，将中频电炉中的钢水倒入钢包中，随流冲入脱氧剂，然后对钢包中的钢水进行净化处理。净化处理完成后将钢包中的钢水注入模具铸造成型冷型毛坯，然后对冷型毛坯进行热处理，彻底消除辊环冷型内应力，使其基体组织为粒状珠光体和碎块状铁素体，消除魏氏组织，最后机加工得到需要尺寸和表面质量的冷型。所述热处理需要先进行正火，然后进行回火，且正火与回火之间无时间间隔。进一步，所述随流冲入的脱氧剂为硅钙合金和铝块，脱氧剂冲入量为：每吨钢水加入硅钙合金0.8～1.2kg，铝块0.5～0.7kg，并保证钢水脱氧后铝的质量百分含量为0.02～0.04%，从而消除蛇状断口缺陷。进一步，所述净化处理为在钢包底部向钢水中吹氩5～8分钟。进一步，所述正火为采用40℃～60℃/h的升温速度将冷型毛坯从室温加热到880℃～900℃，保温8～10小时后进行循环吹风冷却1.5～2小时，使冷型毛坯温度降至400℃～500℃。进一步，所述回火连续进行两次，两次之间无时间间隔，第一次回火采用40℃～60℃/h的升温速度将冷型毛坯温度加热至650℃～680℃，并保温16小时后自然冷却至100℃；第二次回火采用40℃～60℃/h的升温速度将冷型毛坯温度加热至620℃～650℃，并保温16小时后自然冷却至室温，使得冷型毛坯的基体组织为粒状珠光体和碎块状铁素体，无魏氏组织。本发明的辊环冷型适用于离心铸造成型直径1700mm～2000mm，高度400mm～600mm，净重5t～10t的大型辊环。该辊环冷型的使用寿命由过去的30～40次提高到100～150次，降低了生产成本，提高了辊环产品质量，提高了经济效益，提升了企业市场竞争力。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。