箱常温冷却至200°C?320°C，开箱脱模，即得高速钢辊坯。
[0066] C、机械加工和热处理
[0067] 通过机械加工将高速钢辊坯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25°C /h的升温 速度升温至ll〇〇°C，保温4h，出炉后以130°C /h的降温速度冷却至450°C ;
[0068] 三次回火的前两次是以25°C /h的升温速度升温至520°C，保温20h，出炉后以 25°C /h的降温速度冷却至室温；最后以25°C /h的升温速度升温至550°C，保温15h，出炉 后空冷至室温，即得高速钢轧辊。
[0069] 实施例2
[0070] 制备过程与实施例1基本相同，其区别在于：所述步骤B中，过渡层铁水的浇注温 度为 1480 ?1500°C。
[0071] 实施例3
[0072] 制备过程与实施例1基本相同，其区别在于：所述步骤C的热处理步骤中，淬火 是以30°C /h的升温速度升温至1050°C，保温3. 5h，出炉后以140°C /h的降温速度冷却至 420°C;然后两次回火是以30°C /h的升温速度升温至550°C，保温30h，出炉后以20°C /h的 降温速度冷却至室温；最后的一次回火是以30°C /h的升温速度升温至520°C，保温12h，出 炉后空冷至室温，即得高速钢轧辊。
[0073] 实施例4
[0074] 制备过程与实施例1基本相同，其区别在于：所述步骤B离心浇注外层高速钢时， 当辊身模型腔温度降至1230°C时，停止离心浇注。
[0075] 实施例5
[0076] 制备过程与实施例1基本相同，其区别在于：所述步骤B中，芯部铁水的浇注温度 为 1330 ?1380°C。
[0077] 实施例6
[0078] 本实施例为对比实施例，采用三层复合浇注法制备高速钢轧辊。
[0079] 本实施例中所用原料外层高速钢、过渡层球墨铸铁、芯部球墨铸铁的化学组分含 量及熔炼方法均同实施例1。浇注时，首先离心浇注外层高速钢水，浇注完毕后当型腔温度 达到1350°C时，在离心机上向型腔中填入过渡层铁水，离心浇注完毕后缓慢降温，当型腔温 度达到1040°C时离心机停转。然后将辊身模型与底箱模型、冒口箱等进行合箱，从冒口箱顶 部的浇口浇注芯部铁水，浇注温度为1420°C ;待芯部铁水填满铸型箱后停止浇注。将铸型 箱常温冷却至200°C?320°C，开箱脱模，即得高速钢辊坯。然后按照实施例1的方法对高 速钢辊坯进行机械加工和热处理，即得高速钢轧辊。
[0080] 取实施例1?实施例6产品进行试样拉伸力学性能检测，性能检测执行国家标准 GB/T1503-2008。检测结果见表1。
[0081] 表1实施例产品拉伸力学性能检测结果
[0082]
【主权项】
1. 一种高速钢轧辊的制造方法，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，其特征在于：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。
2. 根据权利要求1所述的一种高速钢轧辊的制造方法，其特征在于：具体包含以下工 艺步骤： A、 熔炼原料 将外层高速钢原料、过渡层铁水原料和芯部铁水原料分别进行熔炼； B、 浇注成型 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： (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； (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；然后通过铸型箱浇口浇注过渡层铁水；直至过渡层铁水 填满铸型箱、从溢流管流出； (3) 通过铸型箱浇口继续浇注芯部铁水，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，然后冷却至 200°C?320°C，开箱脱模，即得高速钢辊坯； C、 机械加工和热处理 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，然后冷却至室温，即得高速钢轧辊。
3. 根据权利要求2所述的一种高速钢轧辊的制造方法，其特征在于：所述步骤C的热 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。
4. 根据权利要求2所述的一种高速钢轧辊的制造方法，其特征在于：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%?1.2%、 Mo 3.5% ?5.0%、V 2.0% ?3.5%、W 1.0% ?2.5%、Nb 1.0% ?3.0%、Re 0.05% ? 0? 1%、P 彡 0? 04%、S 彡 0? 04%、Mn 彡 0? 5%、Si 1. 3%?2. 0%，其余为 Fe ;外层高速钢 水的熔炼温度为1500°C?1650°C ;熔炼完毕后对外层高速钢水进行变质处理；浇注温度 1420?1480°C，当辊身模型腔温度降至1220?1280°C时，停止离心转动； 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%、CrO. 1 %? 0.5%、Ni 0.2% ?0.8%、P 彡 0.01%、S 彡 0.04%、Mn 0.3 ?0.8%、Si 1.3% ?2.0%， 其余为Fe ;过渡层铁水的熔炼温度为1500°C?1650°C;熔炼完毕后对过渡层铁水进行球化 孕育处理；浇注温度1400?1550°C ; 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%、 Ni 0.2% ?0.8%、P 彡 0.1%、S 彡 0.04%、Mn 0.3 ?0.8%、Si 1.3% ?2.0%，其余为 Fe; 芯部铁水的熔炼温度为1500°C?1650°C ;熔炼完毕后对芯部铁水进行球化孕育处理；浇注 温度 1280 ?1400 °C。
5. 根据权利要求4所述的一种高速钢轧辊的制造方法，其特征在于：外层高速钢水的 熔炼温度为1600°C?1650°C ;过渡层铁水和芯部铁水的熔炼温度为1500°C?1550°C。
6. 根据权利要求4所述的一种高速钢轧辊的制造方法，其特征在于：所述对外层 高速钢水进行变质处理是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?1650°C;所述球化孕育处理是通过添加球化剂和 孕育剂对过渡层铁水和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硅铁合金，添加量为1. 〇wt%?1. 6wt%，所述孕育剂为硅含量为75% 的娃铁合金，添加量为〇? 4wt %?1. Owt %。
7. 根据权利要求2所述的一种高速钢轧辊的制造方法，其特征在于：所述步骤B中，离 心浇注的离心重力倍数为60?100G。
8. 根据权利要求1或者2任一项所述的一种高速钢轧辊的制造方法，其特征在于：芯 部铁水的浇注量为过渡层铁水浇注量的三倍。
【专利摘要】本发明公开了一种适用于小型钢轧机、线棒材轧机的高速钢轧辊的制造方法。所述制造方法包括熔炼原料、浇注成型、机械加工和热处理三个工艺步骤；在离心浇注高速钢铁水的基础上，首先浇注入过渡层铁水，然后再通过浇注芯部铁水来实现过渡层铁水的完全置换。本发明明显提高了外层高速钢与芯部铁水的结合强度，结合强度由以前的350Mpa左右提升至500Mpa以上，使得高速钢轧辊辊身结合层抗剥落性大大提高；同时能够有效去除芯部铁水溶蚀外层的碳化物形成元素量，从而改善了辊颈组织，提高了辊颈的抗拉强度，有效杜绝了使用中的断辊现象。
【IPC分类】C22C37-08, C22C38-56, B22D19-16, C22C37-10, C22C38-48, B22D13-02
【公开号】CN104525889
【申请号】CN201410853156
【发明人】王立国, 郭小军, 贺振轩, 李晓刚, 陈兴富, 董亮, 刘向博, 唐振行
【申请人】中钢集团邢台机械轧辊有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月31日