一种高速钢轧辊的制造方法_2

文档序号:8212962阅读:来源:国知局
火处理能够使得残余奥氏体能够得到充分转变;通过热处理,能够大幅降低轧辊热裂纹的 产生几率,显著提升抗事故能力,延长高速钢轧辊的使用周期。
【附图说明】
[0031] 图1是本发明高速钢轧辊制造方法及所使用的铸型箱的示意图;
[0032] 其中,1、冒口箱,2、冒颈模型,3、外层高速钢,4、辊身模型,5、底颈模型,6、底箱模 型,7、溢流管,8、溢流管砂型,9、盛有过渡层铁水的铁水包,10、盛有芯部铁水的铁水包。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合实施例和附图对本发明做进一步详细说明:
[0034] 本发明的反应装置如图1所示,冒口箱1为直立放置,冒口箱1内设置有冒颈模型 2 ;冒口箱1下部为辊身模型4,辊身模型4为金属型模型,其表面喷涂有防粘涂料。辊身模 型4下部为底颈模型5,底颈模型5与位于地面上的底箱模型6相连。底箱模型6中开设有 通道连接溢流管7,浇注中过量的铁水可以经溢流管7排出。溢流管7为直立放置,其内部 设置有溢流管砂型8。所述冒颈模型2、底颈模型5、底箱模型7和溢流管砂型8均采用石英 砂粘土造型。
[0035] 本发明的一种高速钢轧辊的制造方法,是包括采用离心浇注方法铸造轧辊辊身外 层高速钢、然后采用合箱浇注方法浇注轧辊芯部铁水,采用合箱浇注方法浇注轧辊芯部铁 水时是将浇注好外层高速钢的辊身模型与辊颈模型、底箱进行合箱形成铸型箱,铸型箱底 部连接溢流管;先从铸型箱的上部浇口向铸型箱内浇注过渡层铁水,直至过渡层铁水填满 铸型箱、从溢流管流出后停止浇注;然后从铸型箱的上部浇口向铸型箱内继续浇注芯部铁 水,直至芯部铁水将过渡层铁水全部顶出后停止浇注。具体包含以下工艺步骤:
[0036] A、熔炼原料
[0037] 将外层高速钢原料、过渡层铁水原料和芯部铁水原料分别在中工频炉中进行熔 炼;过渡层铁水和芯部铁水为不同成分的球墨铸铁;
[0038] (1)所述外层高速钢的化学组分及其重量百分含量为:C 1.2%?2. 2%、Cr 3. 0%?4. 5%、Ni 0· 2%?I. 2%、Mo 3. 5%?5. 0%、V 2. 0%?3. 5%、W 1. 0%?2. 5%、 NbL0%?3.0%、Re0.05%?0.1%、P<0.04%、S<0.04%、Mn<0.5%、SiL3%? 2. 0%,其余为Fe ;外层高速钢水的熔炼温度为1500°C?1650,优选1600?1650°C ;
[0039] 熔炼完毕后通过添加稀土对外层高速钢水进行变质处理,稀土添加量为 0· 2wt%?6wt%,变质处理温度为1550?165CTC。
[0040] (2)所述过渡层铁水的化学组分及其重量百分含量为:C 2.0%?2.9%、Cr 0.1%?0.5%、Ni0.2%?0.8%、P<0.01%、S<0.04%、Mn0.3?0.8%、Sil.3%? 2. 0%,其余为Fe ;过渡层铁水的熔炼温度为1500°C?1650°C,优选1500?1550°C ;
[0041] 熔炼完毕后通过添加球化剂和孕育剂对过渡层铁水进行球化孕育处理,球化孕育 处理温度为1500?1600°C ;所述球化剂为稀土镁硅铁合金,添加量为I. Owt%?I. 6wt%, 所述孕育剂为硅含量为75%的硅铁合金(简称75 %硅铁),添加量为0. 4wt %?I. Owt %。
[0042] (3)所述芯部铁水的化学组分及其重量百分含量为:C 2. 9%?3. 6%、Cr 0.1%?0.5%、Ni0.2%?0.8%、P<0.1%、S<0.04%、Mn0.3?0.8%、Sil.3%? 2. 0%,其余为Fe ;芯部铁水的熔炼温度为1500°C?1650°C,优选1500?1550°C ;
[0043] 熔炼完毕后通过添加球化剂和孕育剂对芯部铁水进行球化孕育处理,球化孕育处 理温度为1500?1600°C ;所述球化剂为稀土镁娃铁合金,添加量为I. Owt%?I. 6wt%,所 述孕育剂为75%硅铁,添加量为0. 4wt%?I. Owt%。
[0044] B、浇注成型
[0045] 依次浇注外层高速钢水、过渡层铁水和芯部铁水,浇注过程为:
[0046] (1)采用离心浇注法,将熔炼好的外层高速钢水注入旋转的辊身模型中,浇注温度 1420?1480°C,离心浇注的离心重力倍数为60?100G ;当辊身模型腔温度降至1220? 1280 °C时,停止离心转动;
[0047] (2)待高速钢水凝固后,将浇注好外层高速钢的辊身模型与辊颈模型、底箱进行合 箱形成铸型箱,底箱底部连接溢流管;然后通过铸型箱的浇口向铸型箱内浇注过渡层铁水, 浇注温度1400?1550°C ;直至铁水填满铸型箱、从溢流管流出后停止浇注;
[0048] (3)通过浇注过渡层铁水的浇口继续向铸型箱内浇注芯部铁水,浇注温度1280? 1400°C ;随着芯部铁水的注入,铸型箱内原有的过渡层铁水从溢流管逐渐流出,直至过渡层 铁水全部被置换为芯部铁水后停止浇注;所述芯部铁水的最优浇注量为过渡层铁水浇注量 的三倍。浇注结束后冷却至200°C?320°C,开箱脱模,即得高速钢辊坯;
[0049] C、机械加工和热处理
[0050] 将辊坯进行机械加工,将高速钢轧辊的工作面车到规定尺寸;经超声波探伤检验 合格之后,对辊坯进行热处理,热处理具体过程为一次淬火+三次回火:淬火是以20? 30°C /h的升温速度升温至1000?1120°C,保温3?4h,出炉后以130?140°C /h的降温 速度冷却至400?450°C。三次回火的前两次是以20?30°C /h的升温速度升温至500? 550°C,保温10?32h,出炉后以20?30°C /h的降温速度冷却至室温;最后以20?30°C / h的升温速度升温至500?550°C,保温10?32h,出炉后空冷至室温,即得高速钢轧辊。
[0051] 实施例1
[0052] 一种高速钢轧辊的制造方法,包含以下工艺步骤:
[0053] A、熔炼原料
[0054] 将外层高速钢原料、过渡层球墨铸铁原料和芯部球墨铸铁原料分别在中工频炉中 进行熔炼;
[0055] (1)所述外层高速钢的化学组分及其重量百分含量为:C2.0%、Cr4.0%、 NiO. 8 %, Mo4. 2 %, V3. 0 %, ffl. 9 %, Nb2. 0 %, ReO. 08 %, P ^ 0. 04 %, S ^ 0. 04 %, Mn彡0. 5%、Sil. 5%,其余为Fe ;外层高速钢水的熔炼温度为1600°C?1650°C ;
[0056] 熔炼完毕后,通过添加稀土对外层高速钢水进行变质处理,稀土添加量为3wt%, 变质处理温度为1600?1650°C。
[0057] (2)所述过渡层球墨铸铁的化学组分及其重量百分含量为:C 2. 5%、Cr 0. 3%、 附0.5%、?彡0.01%、5彡0.04%、]?110.5%、511.8%,其余为?6;过渡层球墨铸铁的熔 炼温度为1500°C?1550°C ;
[0058] 熔炼完毕后,通过添加稀土镁硅铁合金和75%硅铁对过渡层铁水进行球化孕育处 理,球化孕育处理温度为1500?1550°C;球化剂稀土镁硅铁合金的添加量为I. 4wt%,所述 75 %硅铁的添加量为0. 6wt %。
[0059] (3)所述芯部球墨铸铁的化学组分及其重量百分含量为:C 3. 2%、Cr 0. 3%、Ni 0· 4%、P彡0· 1 %、S彡0· 04%、Mn 0· 5 %、Si L 5 %,其余为Fe ;芯部球墨铸铁的熔炼温度 为 150(TC ?1650°C ;
[0060] 熔炼完毕后,通过添加稀土镁硅铁合金和75%硅铁对芯部铁水进行球化孕育处 理,球化孕育处理温度为1500?1550°C;所述球化剂稀土镁硅铁合金的添加量为I. 2wt%, 所述75%硅铁的添加量为0. 5wt%。
[0061] B、浇注成型
[0062] 依次浇注外层高速钢水、过渡层铁水和芯部铁水,浇注具体过程为:
[0063] (1)根据用户轧辊使用的工作层厚度计算出外层高速钢浇注量,采用离心浇注法, 将熔炼好的外层高速钢水浇注入旋转的辊身模型中,浇注温度1420?1480°C,离心浇注的 离心重力倍数为80G ;当辊身模型腔温度降至1250°C时,停止离心浇注;
[0064] (2)待高速钢水凝固后,将浇注好外层高速钢的辊身模型与辊颈模型、底箱模型 进行合箱,底箱模型底部连接溢流管;然后通过铸型箱的浇口浇注过渡层铁水,浇注温度 1450?1520°C ;直至铁水填满铸型箱、从溢流管流出后停止浇注;
[0065] (3)向浇注过渡层铁水的浇口继续浇注芯部铁水,芯部铁水的浇注量为过渡层铁 水浇注量的三倍,浇注温度1350?1400°C ;随着芯部铁水的注入,铸型箱内原本盛有的过 渡层铁水逐渐从溢流管流出,直至过渡层铁水全部被置换为芯部铁水;浇注结束后将铸型
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