0°C之间，其目的在于改善轧辊加工性能，提高粗加工轧辊的效率。
[0021 ] 步骤三、对轧辊进行快速加热，加热至985 °C，并在冷却装置中控制轧辊旋转，轧辊旋转速度与轧辊直径之间满足:
N=K/D
其中，N为轧辊的旋转速度，r/min ;D为轧辊直径，mm ;K为直径系数，当轧辊直径小于等于450_时，K取11000mm.r/min,当乳棍直径大于450_时，K取9000 mm.r/min。本实施例在轧辊冷却过程中控制轧辊旋转并限定不同轧辊直径对应的旋转速度，有利于不同直径的轧辊辊面冷却均匀，进而可以提高辊面硬度的均匀性。此外，本实施例在轧辊旋转冷却的同时在轧辊辊颈表面涂覆纳米陶瓷涂层，且辊颈置于冷却装置以外，本实施例在轧辊辊颈上涂覆纳米陶瓷涂层主要是考虑到在轧辊冷却过程中，不仅辊面快速冷却，乳辊辊颈也同样快速冷却，辊颈基体组织中易出现高硬度的马氏体，使辊颈硬度明显提高，韧性下降，导致轧辊使用过程中易出现断裂事故，给生产带来安全隐患，同时增加生产成本。涂覆纳米陶瓷涂层可确保辊颈冷却缓慢，有利于提高辊颈强韧性，防止辊颈使用中出现断裂事故。发明人通过长期的生产实践确定涂覆纳米陶瓷涂层的厚度在2~5_范围内较适宜，在该范围内能够确保纳米陶瓷涂层不起皮、不开裂，超过5mm则容易出现起皮、开裂、剥落现象，小于2mm则辊面冷却快，硬度高，均不能达到预期效果，具体到本实施例设置涂覆纳米陶瓷涂层的厚度为4mm，该厚度下纳米陶瓷涂层的导热系数为0.06 ff/m.k，能够保证轧辊辊颈缓慢冷却，提尚$昆颈强初性O
[0022]步骤四、在步骤三冷却至温度低于400°C后，进行第二次加热，至温度为725°C，边加热边喷水进行淬火冷却。且在冷却过程中测量辊面温度，当辊面温度低于200°C时，停止冷却，自然空冷后精加工至规定尺寸。
[0023]值得说明的是，本实施例为了提高轧辊的组织均匀性、耐磨性，不仅在轧辊的化学成分配比上进行了优化，使轧辊内部晶粒细化、晶界增多。同时，考虑到晶粒度级别与加热速度有很大关系，加热速度越快，形核率越高，晶粒越细。本实施例采用了两次加热工艺，且第一次采用快速加热的方式，其加热速度平均比正常加热速度高1~2°C /min，第二次加热则采用常规的淬火加热速度，通过二次加热，轧辊的形核率较高，且由于加热时间相对缩短，晶粒来不及长大，达到了细化晶粒的目的。
[0024]实施例2
本实施例的一种改良型冷轧辊的制备方法，基本同实施例1，其不同之处在于:本实施例中冷轧辊的化学元素质量百分比组成如下:c 1.8% ；Si 1.8% ；Mn 0.3% ；P 0.07% ；S0.04% ；Cr 6.0% ；Ni 0.2% ；Mo 0.2% ；Nb 0.22% ；V 0.2% ；N 0.20% ；A1 0.01% ；Zr 0.05% ；Cu0.24% ；Ti 0.05%，余量为Fe和不可避免的杂质。其制备过程为:
步骤一、按化学元素组分配比进行熔炼，铸出轧辊铸坯；
步骤二、对轧辊进行退火处理，具体退火处理工艺为:将轧辊加热至900°C保温2h，炉冷至750°C，保温6h，再炉冷至550°C以下出炉空冷，然后对轧辊进行粗加工；
步骤三、对轧辊进行快速加热，加热至950°C，并在冷却装置中控制轧辊旋转，同时在轧棍棍颈表面涂覆纳米陶瓷涂层，纳米陶瓷涂层的厚度为2mm，导热系数为0.07ff/m.k ；步骤四、进行第二次加热，至温度为700°C，边加热边喷水进行淬火冷却；
步骤五、在冷却过程中测量辊面温度，当辊面温度低于200°C时，停止冷却，自然空冷后精加工至规定尺寸。
[0025]实施例3
本实施例的一种改良型冷轧辊的制备方法，基本同实施例1，其不同之处在于:本实施例中冷轧辊的化学元素质量百分比组成如下:c 2.3% ；Si 0.8% ；Mn 0.5% ；P 0.08% ；S0.05% ；Cr 8.0% ；Ni 0.1% ；Mo 0.3% ；Nb 0.08% ；V 0.6% ；N 0.15% ；A1 0.05% ；Zr 0.1% ；Cu
0.12% ；Ti 0.2%，余量为Fe和不可避免的杂质。其制备过程为:
步骤一、按化学元素组分配比进行熔炼，铸出轧辊铸坯；
步骤二、对轧辊进行退火处理，具体退火处理工艺为:将轧辊加热至920°C保温4h，炉冷至780°C，保温4h，再炉冷至550°C以下出炉空冷，然后对轧辊进行粗加工；
步骤三、对轧辊进行快速加热，加热至1020°C，并在冷却装置中控制轧辊旋转，同时在乳棍颈表面涂覆纳米陶瓷涂层，纳米陶瓷涂层的厚度为5mm，导热系数为0.05ff/m.k ；步骤四、进行第二次加热，至温度为750°C，边加热边喷水进行淬火冷却；
步骤五、在冷却过程中测量辊面温度，当辊面温度低于200°C时，停止冷却，自然空冷后精加工至规定尺寸。
[0026]实施例1~3所述的一种改良型冷轧辊的制备方法，通过对轧辊化学成分配比及制备工艺的改进，达到了轧辊内部晶粒细化的目的，进而增加了冷轧辊的组织均匀性、硬度落差小，耐磨性更好、抗剥落能力更强，在轧辊使用过程中无断辊现象出现，生产安全性高，且轧辊的制备工艺简便、能耗低生产周期短，便于推广应用。
【主权项】
1.一种改良型冷轧辊的制备方法，其步骤为: 步骤一、按化学元素组分配比进行熔炼，铸出轧辊铸坯； 步骤二、对轧辊进行退火处理，具体退火处理工艺为:将轧辊加热至900~920°c保温2~4h，炉冷至750~780°C，保温4~6h，再炉冷至550 °C以下出炉空冷，然后对轧辊进行粗加工； 步骤三、对轧辊进行快速加热，加热至950~1020°C，并在冷却装置中控制轧辊旋转，同时在轧辊辊颈表面涂覆纳米陶瓷涂层，冷却至温度低于400°C ; 步骤四、进行第二次加热，至温度为700~750°C，边加热边喷水进行淬火冷却； 步骤五、在冷却过程中测量辊面温度，当辊面温度低于200°C时，停止冷却，自然空冷后精加工至规定尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种改良型冷轧辊的制备方法，其特征在于:步骤一所述的化学元素质量百分比组成如下:C 1.8-2.3% ；Si 0.8-1.8% ；Mn 0.3-0.5% ；P ^ 0.08% ；S 彡 0.05% ；Cr 6.0-8.0% ；Ni 0.1-0.2% ；Mo 0.2-0.3% ；Nb 0.08-0.22% ；V 0.2-0.6% ；N(0.25% ；A1 0.01-0.2% ；Zr 0.05-0.1% ；Cu 0.12-0.24% ；Ti 0.05-0.2%，余量为 Fe 和不可避免的杂质；其中，Mn/ Zr > 3，且 0.35% 彡 Cu+ Mo 彡 0.45%,6.2% ^ Al + N+ Cr ^ 8.2%。
3.根据权利要求2所述的一种改良型冷轧辊的制备方法，其特征在于:所述的化学元素质量百分比组成如下:C 2.0% ；Si 1.4% ；Mn 0.4% ；P 0.08% ；S 0.05% ；Cr 7.0% ；Ni0.15% ；Mo 0.25% ；Nb 0.16% ；V 0.4% ；N 0.25% ；A1 0.05% ；Zr 0.1% ；Cu 0.12% ；Ti 0.15%，余量为Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求3所述的一种改良型冷轧辊的制备方法，其特征在于:步骤三中轧辊旋转速度与轧辊直径之间满足:N=K/D 其中，N为轧辊的旋转速度，r/min ;D为轧辊直径，mm ;K为直径系数，当轧辊直径小于等于450_时，K取11000mm.r/min,当乳棍直径大于450_时，K取9000 mm.r/min。
5.根据权利要求4所述的一种改良型冷轧辊的制备方法，其特征在于:步骤三中纳米陶瓷涂层的厚度为2~5mm，导热系数小于0.07ff/m.k。
【专利摘要】本发明公开了一种改良型冷轧辊的制备方法，属于轧辊制备技术领域。本发明在常规添加Cr、Mn、Ni的基础上，从提高轧辊显微硬度，细化轧辊晶粒以达到轧辊组织细化的角度出发，进一步增加了N、Al、Zr等元素。本发明的制备步骤为：一、按化学元素组分配比进行熔炼，铸出轧辊铸坯；二、对轧辊进行退火处理；三、一次加热至950~1020℃，并在冷却装置中控制轧辊旋转，冷却至温度低于400℃；四、二次加热至温度为700~750℃，边加热边喷水进行淬火冷却；五、在冷却过程中测量辊面温度，当辊面温度低于200℃时，停止冷却。本发明增加了冷轧辊的组织均匀性、硬度落差小，耐磨性更好、抗剥落能力更强。
【IPC分类】C22C38-60, C21D9-38, C22C38-56, C23F17-00
【公开号】CN104532164
【申请号】CN201410791447
【发明人】李大志
【申请人】芜湖金龙模具锻造有限责任公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月19日