复合乳辊制造工艺。因此，研究开发新型复合乳辊制造工艺和设备，对各种材质乳辊和大型乳辊进行低成本、高效率、高性能制造是当前急需解决的课题。是复合乳辊制造技术发展的新方向。
[0021 ]铸铁系乳辊是指含碳量在2.50?3.5%的乳辊，按主要材料可分为普通铸铁乳辊、镍铬无限冷硬复合铸铁乳辊、高铬复合铸铁乳辊和合金球墨铸铁乳辊四大类。合金球墨铸铁乳辊具有良好的抗热冲击和耐磨损性能，被广泛应用做大型初乳机、型钢乳机、棒材连乳机和大型无缝管乳机用辊。目前国内主要采用可采用离心复合浇注工艺制造，受制造工艺的限制，芯部采用球墨铸铁，由于球墨铸铁强度低，在乳钢生产中易发生断辊，严重的影响了乳钢生产和产品质量。
[0022]目前在棒材成品、切分机架和板带材乳制中，通常使用离心贝氏体乳辊，这种乳辊在长期使用过程中存在以下不足:1、硬度落差大，离心贝氏体乳辊第一次使用与最后一次使用，材料组织发生变化大，硬度耐磨性下降较快，乳制吨位可下降50?70吨;2、抗热疲劳性能差，乳辊长期工作在高温状态下，低的抗热疲劳性能导致乳辊在使用一段时间后，易产生裂纹及表层掉块等现象，严重影响乳件质量;3、离心贝氏体乳辊的韧性低、脆性大，断辊现象时有发生。而且该材料由于石墨呈扁条状，碳化物呈网状结构，所以基体强度相对较低，因此在实际使用中其耐磨性仍感不足，使用寿命不长(毫米乳制量一般为2000?3000吨)；其次，由于碳化物呈网状结构，及石墨空穴的边界效应，使得该材料的抗热裂纹性能也欠佳，所制成乳辊在板带乳制过程中，随着乳制量的增加会产生热裂纹，因此需要经常停机更换乳辊，将其撤下修复。不仅影响乳机的班时生产效率，增加更换操作强度，和修复工作量;而且还会影响乳制板带的表面质量，热裂纹产生修复还降低了乳辊的使用寿命，造成生产成本较高。上述问题导致离心贝氏体乳辊整体使用寿命较短，不能满足高效率乳机生产要求。
[0023]提高高N1-Cr-Mo铸铁耐磨性的关键在于改善其组织形态，即破坏其连续网状的碳化物结构，增强其基体的连续性进而提高铸铁的韧塑性。同时，根据金属学原理，晶粒的细化有助于提高材料的力学性能。因此，对于高镍铬钼铸铁，若能够细化其晶粒并改善其碳化物的网状结构分布，无疑将对其耐磨性产生有益影响。
[0024]乳制过程自动动化、连续化、重型化是现代乳制技术的发展方向。由于对乳制钢材的特殊需求，对乳材的尺寸、表面精度、乳材的性能均提出了更高的要求。另外，随着乳制技术的发展，乳辊的工作环境也越来越苛刻。因此，针对目前使用的乳辊所存在的问题，开发新型的乳辊材料，改进传统的生产工艺，使乳辊满足乳机生产要求，是业内人士关注和研究的重要课题。为现代化乳机配备高性能的乳辊成为我国乳辊行业面临的新课题。
【发明内容】
[0025]本发明的目的在于针对己有技术的不足，提出一种生产工艺简单、设备投资小、生产效率高、成本低、抗热裂性能好、硬度落差小、韧性好，耐磨性好的一种锻钢辊颈无限冷硬高镍铬钼复合乳辊工艺及设备，解决离心铸造法易发生成分偏析，CPC法、ESR法生产工艺复杂、耗电量大、成本高、效率低的不足，采用锻钢做辊颈，解决断辊难题。
[0026]解决其技术问题的设备方案是:该设备有一龙门式区域定向凝固升降设备16，在龙门式区域定向凝固升降设备6上安装有升降台17，在升降台17的上面安装有电磁感应加热器8，通过升降电机14转动升降螺杆15或液压设备带动升降台17以所设定的速度上下移动，在龙门式区域定向凝固升降设备16的侧面安装电磁感应电源控制柜19，电磁感应电源控制柜19的两个输出端通过水冷电缆20与电磁感加热器8的两端相连接，在龙门式区域定向凝固升降设备16的下部有一底座支架、在底座支架13上安装有支承底座12，在支承底座12的上面安装有水冷底水箱11，底水箱11的中心为圆形通孔，在底水箱11的上面安装有中心为圆形通孔的浇注底板10，在浇注底板10的上面安装有组合式水冷结晶器7，在水冷结晶器7的上部安装有保温圈6，乳辊芯棒5通过支承底座12、底水箱11和浇注底板12的中心圆孔固定在结晶器7的中心，在浇注底板10的一侧联接有浇铸流道3，浇铸流道3安装在底座支架13上并与浇注坐砖4相连接，浇注坐砖4上面安装有中注管2，在中注管的顶部安装有浇铸漏斗I，在浇注漏斗I的上面有浇注包18。
[0027]在水冷底水箱11的侧面分别有进水管23和出水管24;水冷结晶器7由在结晶器圆周上均匀分布的2或3整数倍的组合式结晶器弧形水冷箱体组件7组成，在每个弧形水冷箱体组件7的下部联接有进水管21，在每个弧形水冷箱体组件7的上部联接有出水管22，通过联接螺栓9将弧形水冷箱体组件7连接成圆桶形整体;保温圈6由耐火材料或者纤维增强耐火材料制造;电磁感应电源为工频感应电源、中频感应电源、高频感应电源，频率为500Hz?3000Hz ο
[0028]解决其技术问题采用的工艺技术方案是:
(1)芯轴制备和预热
首先将制造好的所需尺寸的乳辊芯棒表面进行除油、除锈处理后，在其表面均匀涂覆一层防氧化涂料，放入加热炉内进行预热到500°C?700°C后，通过支承底座、底水箱和浇注底板的中心圆孔固定在结晶器的中心，启动区域定向凝固升降装置，将电磁感应加热器下降到结晶器的底部，打开水冷结晶器和底水箱的进出水管，启动电磁感应加热电源，通过安装在水冷结晶器外部的感应加热器对芯棒进行表面加热，待加热到840°C?1100°C ；
(2)成分设计
锻钢辊颈无限冷硬高镍铬钼复合乳辊工作层材料成分的质量百分比为:
C: 2.9?3.5%，S1:0.60?I.20%,Mn:0.50?I.30%,N1:3.2?4.5%,Cr:1.0?2.0%，Mo:
0.20?1.1%，W:0.1?2%，Cu:0.5?1.0%，Ρ: < 0.05%,S: <0.03%，Sb:1?3%，Ν:0.02?
0.18%，Ce0.1?0.3%，余量为Fe以及不可避免的微量元素；
(3)金属液熔炼
按无限冷硬高镍铬钼乳辊预定材料成分称取原料生铁、回炉料、废钢、铬铁合金、钨铁、钼铁合金、镍锭、紫铜，放置到中频炉中熔炼，熔炼过程中进行多次造渣扒渣，保证铁水纯净度；当铁水温度为1450?1500°C时，取样进行化验，并调整各元素含量直至符合成分要求；
将铁水包烘烤后，将预热好的所需重量的稀土 Ce和Sb、CrN、Si3N4合金晶粒细化剂与I/3需要加入硅铁孕育剂一起埋入烘烤过的铁水包中的凹坑里，其上覆盖0.5?1%的乳辊铁肩并压实，先冲入总量2/3的熔化好的合格成分的铁水，待反应结束后，补加剩余的1/3铁水，并在出铁槽中随流倒入预热的硅铁粒(孕育总量中剩余的2/3的75SiFe)，充分搅拌后扒渣、加覆盖剂准备浇注；
(4)浇注
将孕育、细化处理好的乳辊外层金属液倒入浇注包内，将浇注包内的金属液按照所预定的浇注程序通过浇注漏斗、中注管、浇铸流道浇入结晶器内与芯棒之间的空隙中，在浇注过程中，浇注温度应控制在1300?1350°C范围，开始浇注需大流，40?60s后，开始减流慢浇，全部浇注过程不得大于5min，电磁感应加热器不停止加热，金属液浇注完毕后，感应加热器继续进行加热10?50分钟，使所浇注的金属液在一定的时间内保持液态，以增加液固时间，使界面形成冶金结合，启动区域定向凝固升降装置将电磁感应加热器以一定的速度向上提升，逐步脱离电磁感应加热的辊轴复合层由下向上逐层顺序凝固，并根据质量要求在不同的区域内控制不同的上升速度，形成区域定向凝固，经5?15分钟升到保温圈处停止，继续对保温圈进行加热10?50分钟，以延迟保温冒口凝固时间，对冒口进行补缩，使复合层金属液中的气体和夹杂物充分上浮，消除复合层金属铸造缺陷，达到预定时间后停止加热，继续通水冷却30分钟?24小时，将铸造好的复合辊轴从结晶器内取出。
[0029](5)热处理工艺
缓缓升温10?12h，在520°C下按乳辊直径每30mm保温Ih进行保温，然后，随炉缓慢冷却，到150°C出炉。
[0030]所述的乳辊芯棒材料为锻造或者铸造低合金钢、中碳钢或球墨铸铁。
[0031 ] 所述的75SiFe孕育剂加入量为0.2?0.4%。
[0032]所述的对原材料为CrN和Si3N4。
[0033]所述的组合式结晶器通过添加或减少不同尺寸的弧形水冷箱体组件既可以实现组合式结晶器内直径尺寸在一定范围内的调整，满足不同不同直径尺寸复合乳辊的制造，从而降低了成型模具费用。
[0034]所述芯棒表面防氧化涂料的成分为Na2B407，Si02，Na20，K20，A1203，CaO其中的一种或多种成分组成。
[0035]有益效果
本发明方法和离心铸造法、CPC法、ESLLM法等方法生产的乳辊有很大的不同，其主要特点是:
1、使用该发明工艺制造复合乳辊，由于特殊的铸造方法使熔融的金属自下而上凝固，有利于液体金属的补缩，克服了离心铸造法易产生组织偏析的缺陷，所制造的复合乳辊材料没有密度偏析，结晶组织优良，组织均匀，晶粒细小致密度高。芯棒和复合层材料的选择范围宽，可以根据不同的使用要求自由的选择不同强度要求的锻造或铸造芯棒材料和不同性能的复合层材料，乳辊外层可以采用高合金材质，使其具有良好的红硬性和高温耐磨性。
[0036]2、采用电磁感应加热器在浇注前对乳辊芯轴在结晶器内直接进行预热，浇注后对乳辊芯轴和所浇注的金属液进行保温，减少了辊芯与外层金属液之间的温度差，有利于双金属材料的良好复合，具有良好的机械