具有高抗事故性能的半高速钢冷轧工作辊及制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种乳辊及制造方法，属于机械加工和热处理技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着乳钢工业发展，为乳制高精度冷乳带钢，新建的连乳或单机架乳机，均以六辊 乳机为主。为实现乳制高精度冷乳带钢和提高乳机生产效率，六辊乳机的发展趋势为：乳机 乳制速度越来越快、乳机乳制带材厚度越来越薄、乳材变形抗力越来越大。普通Cr5或Cr3 工作辊常见的失效形式为受热冲击后引起的表面裂纹以及局部剥落。这主要是由于乳机乳 制速度快、乳制时工作辊表面损伤较严重而导致的，如不及时换辊，表面损伤处产生裂纹 并向内部扩展导致辊面剥落。
[0003] 乳制过程中如果出现打滑、断带、粘钢等乳制事故，影响生产，降低工作效率。因 此，乳钢厂希望提高乳辊的抗事故能力，最大限度地降低异常辊耗，延长乳辊在线周期。
【发明内容】
[0004] 本发明需要解决的技术问题是提供一种具有高抗事故性能的半高速钢冷乳工作 辊及其制造方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
[0006] -种具有高抗事故性能的半高速钢冷乳工作辊，其材质中的化学组分及重量百分 含量为
[0007] C0· 60 ~1. 20% ;SiO. 8 ~2. 00% ;ΜηΟ· 20 ~1. 00% ;Cr4. 50 ~10. 00% ;Mol. 0 ~ 4. 00% ;V0. 20 ~2. 00%;S< 0· 025%;Ρ< 0· 025% ;其余为Fe和不可避免的杂质。
[0008] 所述具有高抗事故性能的半高速钢冷乳工作辊，其材质中的化学组分及重量百分 含量为：
[0009] C0· 72 ~1. 05%;Si0. 90 ~1. 40%;Μη0· 25 ~0· 60%;Cr5. 50 ~7. 20 ;Mol. 60 ~ 3. 50% ;V0. 48 ~1. 80%;S< 0. 025%;Ρ< 0. 025% ;其余为Fe和不可避免的杂质。
[0010] 所述具有高抗事故性能的半高速钢冷乳工作辊的制造方法包括下列工艺步骤： [0011]a)炼制钢材：使钢材中的化学成分及含量达到要求范围，在精炼炉进行冶炼，在 电渣炉进行重熔、结晶，制成钢锭，并锻造成锻坯；
[0012] b)锻后热处理：将锻坯进行去应力退火，处理结束后进行粗车加工制得辊坯；
[0013]c)预备热处理：对粗车加工后的冷乳辊辊坯进行调质处理，所述调质处理的淬火 保温温度为940°C~1000°C，回火保温温度为500°C~650°C，保温时间为20h~40h;然后 机械加工至需要的尺寸及精度；
[0014]d)最终热处理：采用感应淬火方法对乳辊表面进行热处理，淬火温度980°C~ 1100°C，淬火保温时间12min~15min，采用喷水方式冷却；回火温度180°C~520°C，回火 保温时间为60h~150h;回火完成后，按所需尺寸对辊坯进行精加工，制成冷乳工作辊。
[0015] 所述具有高抗事故性能的半高速钢冷乳工作辊的制造方法，在炼制钢材时用电弧 炉和LF/VD精炼炉进行冶炼，在电渣炉进行重恪、结晶，制成钢锭。
[0016] 由于采用上述技术方案，本发明所取得的进步在于：
[0017] 本发明的钢材成分中，提高了Cr、Mo和V等强碳化物形成元素的含量，提高合金化 水平，形成的高硬度M〇2C、VC、Cr7C3碳化物数量多，颗粒小，分布弥散，尤其是V元素含量增 加能有效提高材料的红硬性，这就保证了半高速钢冷乳工作辊具有优异的抗回火性和抗 热冲击性，最终使乳辊具有优异的抗事故性。本发明的热处理方法保证了乳辊的性能，其淬 火、回火的温度和时间，也是使本发明的材料具有最佳性能的合理选择。
[0018] 经生产试验证明，乳辊在相同的工作条件下，正常在机时间由6小时延长至8小 时，乳钢量由600吨提高到800吨。考虑到常规Cr5材质乳辊因事故导致辊身裂纹、剥落造 成的异常损失，在同样的使用条件下，本发明的半高速钢乳辊综合使用性能与常规Cr5材 质乳辊相比提高60%以上，在事故率较高的乳机上应用，综合使用性能提高100%以上，使 用性能得到明显提升。
【具体实施方式】
[0019] -种具有高抗事故性能的半高速钢冷乳工作辊及其制造方法，其材质中的化学组 分及重量百分含量为下列范围的任意数值：C0. 60~1. 20% ;SiO. 8~2. 00% ;MnO. 20~ 1. 00% ;Cr4. 50 ~10. 00% ;Mol. 0 ~4. 00% ;V0. 20 ~2. 00%;S彡 0· 025%;P彡 0· 025% ; 其余为Fe和不可避免的杂质。上述材质还可以优选为下列范围C0. 72~1. 05 % ;SiO. 90~ 1. 40%;Mn0. 25 ~0. 60%;Cr5. 50 ~7. 20 ;Mol. 60 ~3. 50%;V0. 48 ~1. 80%;S彡 0. 025%; 0.025%;其余为Fe和不可避免的杂质。
[0020] 制造时包括下列工艺步骤：
[0021] a)炼制钢材：使钢材中的化学成分及含量达到要求范围，在精炼炉进行冶炼，在 电渣炉进行重恪、结晶，制成钢锭，钢锭锻造成锻还。
[0022] b)锻后热处理：将锻坯进行去应力退火，处理结束后进行粗车加工制得辊坯；
[0023]c)预备热处理：对粗车加工后的冷乳辊辊坯进行调质处理，所述调质处理的淬火 保温温度为940°C~1000°C，回火保温温度为500°C~650°C，保温时间为20h~40h;然后 机械加工至需要的尺寸及精度；
[0024]d)最终热处理：采用感应淬火方法对乳辊表面进行热处理，淬火温度980°C~ 1080°C，淬火保温时间12min~15min，采用喷水方式冷却；回火温度180°C~520°C，回火 保温时间为60h~150h;回火完成后，按所需尺寸对辊坯进行精加工，制成冷乳工作辊。
[0025] 下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
[0026] 实施例1
[0027] 本实施例的冷乳工作辊的制造方法包括以下步骤：
[0028]a)使钢材的化学成分及含量达到要求范围，然后进行辊坯的冶炼。具体步骤是，炼 制钢材时用电弧炉和LF/VD精炼炉进行冶炼，模铸成电极，然后将电极棒进行退火，再电渣 重恪成电渣锭。
[0029] 经最终化验，实施例1中冷乳工作辊的材质中的化学组分及含量如下表（表中单 位为wt%，其余为Fe和不可避免的杂质）：
[0030]
[0031 ] 成分合格后将电渣锭加热，锻造成锻坯；
[0032] b)对锻坯进行锻后热处理即退火处理，处理结束后进行粗车加工，检验合格后即 可作为辊坯；
[0033] c)对辊坯进行预备热处理即调质处理，调质处理包括淬火处理和回火处理，淬火 保温温度为960°C，保温结束后采用喷雾或浸水冷却；回火处理，回火保温温度为600°C，保 温时间为30h;然后机械加工至需要的尺寸及精度；
[0034] d)感应淬火处理，加热温度为1000°C，淬火保温时间15min，采用喷水方式冷却； 回火处理，回火温度为200°C，回火保温时间为110h。回火完成后，按所需尺寸对辊坯进行 精加工，制成冷乳工作辊。
[0035] 通过上述处理后，用专用的乳辊肖氏硬度计测定，测得本实施例的冷乳工作辊的 表面硬度为88~90HSD。
[0036] 实施例2~实施例8
[0037] 各实施例的制造方法工艺步骤与实施例1基本相同，不同之处见下表：
[0038]
【主权项】
1. 一种具有高抗事故性能的半高速钢冷乳工作辊，其特征在于：其材质中的化学组分 及重量百分含量为： C 0? 60 ~L 20% ;SiO. 8 ~2. 00% ;MnO. 20 ~L 00% ;Cr4. 50 ~10. 00% ;Mol. O ~ 4. 00% ;V0. 20 ~2. 00% ;S < 0? 025% ;P < 0? 025% ;其余为 Fe 和不可避免的杂质。2. 根据权利要求1所述的具有高抗事故性能的半高速钢冷乳工作辊，其特征在于：其 材质中的化学组分及重量百分含量为： C 0? 72 ~1. 05 % ;SiO. 90 ~1. 40 % ;MnO. 25 ~0? 60 % ;Cr5. 50 ~7. 20 ;Mol. 60 ~ 3. 50% ;V0. 48 ~1. 80% ;S < 0. 025% ;P < 0. 025% ;其余为 Fe 和不可避免的杂质。3. 权利要求1或2任一项所述的具有高抗事故性能的半高速钢冷乳工作辊的制造方 法，其特征在于包括下列工艺步骤： a) 炼制钢材：使钢材中的化学成分及含量达到要求范围，在精炼炉进行冶炼，在电渣 炉进行重恪、结晶，制成钢锭，钢锭锻造成锻还； b) 锻后热处理：将锻坯进行去应力退火，处理结束后进行粗车加工制得辊坯； c) 预备热处理：对粗车加工后的冷乳辊辊坯进行调质处理，所述调质处理的淬火保温 温度为940 °C~1000 °C，回火保温温度为500 °C~650 °C，保温时间为20h~40h ;然后机械 加工至需要的尺寸及精度； d) 最终热处理：采用感应淬火方法对乳辊表面进行热处理，淬火温度980°C~1100°C， 淬火保温时间12min~15min，采用喷水方式冷却；回火温度180°C~520°C，回火保温时间 为60h~150h ;回火完成后，按所需尺寸对辊坯进行精加工，制成冷乳工作辊。4. 根据权利要求3所述的具有高抗事故性能的半高速钢冷乳工作辊的制造方法，其特 征在于：炼制钢材时用电弧炉和LF/VD精炼炉进行冶炼，用电渣炉进行重熔、结晶。
【专利摘要】本发明公开了一种具有高抗事故性能的半高速钢冷轧工作辊及其制造方法，涉及机械加工和热处理技术领域。其材质中的化学组分及重量百分含量为C？0.60～1.20％；Si？0.8～2.00％；Mn？0.20～1.00％；Cr？4.50～10.00％；Mo？1.0～4.00％；V？0.20～2.00％；S≤0.025％；P≤0.025％；其余为Fe和不可避免杂质。本发明通过设计合理的合金成分和加工工艺，使所述半高速钢冷轧工作辊具有良好抗事故性能，能够大幅提升冷轧工作辊的使用寿命，提高生产效率。
【IPC分类】C22C38/34, B21B27/00, C21D1/18, C21D9/38, C21D1/25, C22C38/24
【公开号】CN105239012
【申请号】CN201510664682
【发明人】杨昱东, 刘娣, 苗金平, 崔聪聪, 苏军新, 党坤会, 孙满臣
【申请人】中钢集团邢台机械轧辊有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月15日