一种离心浇铸双金属轧辊及其生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种离心浇铸双金属轧辊，包括外层和内衬层，所述外层固定套设在内衬层外，两者之间结合牢固，所述外层的材质为高硬度合金钢，所述内衬层的材质为韧性钢，所述韧性钢为韧性碳钢或韧性低合金钢，采用具有高硬度的高硬度合金钢制作外层，并采用具有高韧性的韧性钢制作内衬层，从而将高硬度合金钢与韧性钢制完美结合，使该双金属轧辊具有超长的使用寿命。本发明还提供了所述离心浇铸双金属轧辊的生产方法。本发明离心浇铸双金属轧辊的生产方法，工艺简单，且节约了大量合金，生产成本低，有利于提高企业的竞争力。
【专利说明】
一种离心浇铸双金属轧辊及其生产方法
技术领域
[0001] 本发明涉及乳辊生产技术领域，具体是一种离心浇铸双金属乳辊及其生产方法。
【背景技术】
[0002] 乳辊是乳钢厂乳钢机上的重要零件，利用一对或一组乳辊滚动时产生的压力来乳 碾钢材。它主要承受乳制时的动静载荷，磨损和温度变化的影响。现有的乳辊生产工艺一般 分为两种，第一种为采用高碳铬钼钢，并经电渣、锻造、机加工成型;第二种为采用低碳合金 钢，经过表面堆焊硬质合金加工而成。采用高碳铬钼钢生产的乳辊成本较高，而且机械性能 较差，采用低碳合金钢并经堆焊生产的乳辊虽然解决了上述问题，但由于其复合层厚度较 薄，影响其使用寿命，造成乳辊使用寿命短的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种离心浇铸双金属乳辊及其生产方法，以解决上述背景 技术中提出的问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0005] -种离心浇铸双金属乳辊，包括外层和内衬层，所述外层固定套设在内衬层外，两 者之间结合牢固，所述外层的材质为高硬度合金钢，所述内衬层的材质为韧性钢，所述韧性 钢为韧性碳钢或韧性低合金钢，采用具有高硬度的高硬度合金钢制作外层，并采用具有高 韧性的韧性钢制作内衬层，从而将高硬度合金钢与韧性钢制完美结合，使该双金属乳辊具 有超长的使用寿命，且节约了大量合金，生产成本低。
[0006] 作为本发明进一步的方案：所述外层所用的高硬度合金钢选自以下型号：MC5、 9Cr5Mo、9Cr3Mo、9Cr2Mo、70Cr3Mo、H13、Cr5、2Cr12MoWVNb、9Cr18Mo。
[0007] 作为本发明再进一步的方案：所述内衬层所用的韧性钢选自以下型号：16Mn、 20Mn、20#、25CrMo、25CrMoV、35#、35CrMo、35CrNiMo。
[0008] 所述离心浇铸双金属乳辊的生产方法，步骤如下：
[0009] 1)采用两个中频炉分别冶炼制作外层的高硬度合金钢液和制作内衬层的韧性钢 液；
[0010] 2)将离心机模具加热升温至200~320°C，并在离心机模具的模具型腔内壁涂覆 1.6~2.2mm厚的涂料；
[0011] 3)采用离心浇注复合冶金法将冶炼好的高硬度合金钢液和韧性钢液依次浇注进 离心机模具的模具型腔内，并在冷却成型后将获得的毛坯乳辊拔出；
[0012] 4)对毛坯乳辊进行高温球化处理；
[0013] 5)对球化处理后的毛坯乳辊依次进行平头处理和粗加工处理，获得粗加工乳辊；
[0014] 6)对粗加工乳辊进行调质处理；
[0015] 7)对调质处理后的粗加工乳辊进行精加工处理，获得成品乳辊。
[0016] 作为本发明进一步的方案:步骤3)的具体过程为:将高硬度合金钢液和韧性钢液 均加热至过热度为30~80°C，首先将高硬度合金钢液浇注入离心机模具的模具型腔内，间 隔一定时间后，向离心机模具的模具型腔内浇注韧性钢液，在冷却至l〇〇〇°C时将获得的毛 坯乳辊拔出。
[0017] 作为本发明再进一步的方案:步骤4)中，高温球化处理的方法为:将毛坯乳辊从模 具型腔内拔出后，热装入球化炉内，在800~900°C下保温2~6h，随炉冷却至700~760°C，保 温4~8h，最后随炉冷却至200°C以下出炉。
[0018] 作为本发明再进一步的方案:步骤5)中，首先按照尺寸对毛坯乳辊进行平头处理， 然后再对平头处理后的毛坯乳辊进行粗加工处理，粗加工处理过程中预留1~2mm的加工 量。
[0019]作为本发明再进一步的方案:步骤6)中，调质处理的方法为:将粗加工乳辊放入调 质炉内，首先在980~1080°C下保温2~6h，淬油处理，然后在200~300°C下保温2~6h，空 冷。
[0020] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0021] 1、本发明制备的离心浇铸双金属乳辊，其外层与内衬层之间结合牢固，采用具有 高硬度的高硬度合金钢制作外层，并采用具有高韧性的韧性钢制作内衬层，从而将高硬度 合金钢与韧性钢制完美结合，外层的厚度可以根据需求而设定，使该双金属乳辊具有超长 的使用寿命；
[0022] 2、本发明离心浇铸双金属乳辊的生产方法，工艺简单，且节约了大量合金，生产成 本低，有利于提高企业的竞争力。
【附图说明】
[0023] 图1为离心浇铸双金属乳辊的结构示意图。
[0024]图中：卜外层、2-内衬层。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
[0026] 实施例1
[0027] 请参阅图1，一种离心浇铸双金属乳辊，包括外层1和内衬层2,所述外层1固定套设 在内衬层2外，两者之间结合牢固，所述外层1的材质为高硬度合金钢，所述内衬层2的材质 为韧性钢，所述韧性钢为韧性碳钢或韧性低合金钢;所述外层1所用的高硬度合金钢型号为 H13;所述内衬层2所用的韧性钢型号为25CrM 〇V。
[0028] 所制备的离心浇铸双金属乳辊的产品规格为<P 576min*90im (外层40mm+内层 50mm)*650mm〇
[0029] 本实施例中所述离心浇铸双金属乳辊的生产方法，步骤如下：
[0030] 1)采用两个中频炉分别冶炼制作外层1的高硬度合金钢液和制作内衬层2的韧性 钢液；
[0031] 2)将离心机模具加热升温至200°C，并在离心机模具的模具型腔内壁涂覆1.6mm厚 的涂料；
[0032] 3)根据产品规格计算所需的高硬度合金钢液和韧性钢液的重量，首先将高硬度合 金钢液浇注入离心机模具的模具型腔内，高硬度合金钢液的温度为1500°C，间隔一定时间 后，向离心机模具的模具型腔内浇注韧性钢液，韧性钢液的温度为1540°C，在冷却至1000°C 时将获得的毛坯乳辊拔出；
[0033] 4)对毛坯乳辊进行高温球化处理，高温球化处理的方法为：将毛坯乳辊从模具型 腔内拔出后，热装入球化炉内，在800°C下保温2h，随炉冷却至700°C，保温4h，最后随炉冷却 至200°C出炉；
[0034] 5)首先按照规格尺寸对球化处理后的毛坯乳辊进行平头处理，然后再对平头处理 后的毛坯乳辊进行粗加工处理，粗加工处理过程中预留1mm的加工量；
[0035] 6)对粗加工乳辊进行调质处理，调质处理的方法为:将粗加工乳辊放入调质炉内， 首先在980 °C下保温2h，淬油处理，然后在200 °C下保温2h，空冷；
[0036] 7)对调质处理后的粗加工乳辊进行精加工处理，获得成品乳辊。
[0037] 实施例2
[0038] 请参阅图1，一种离心浇铸双金属乳辊，包括外层1和内衬层2,所述外层1固定套设 在内衬层2外，两者之间结合牢固，所述外层1的材质为高硬度合金钢，所述内衬层2的材质 为韧性钢，所述韧性钢为韧性碳钢或韧性低合金钢;所述外层1所用的高硬度合金钢型号为 H13;所述内衬层2所用的韧性钢型号为25CrM 〇V。
[0039] 所制备的离心浇铸双金属乳辊的产品规格为q> 576mm*9Ctam(外层40mm+内层 50mm)*650mm〇
[0040] 本实施例中所述离心浇铸双金属乳辊的生产方法，步骤如下：
[0041] 1)采用两个中频炉分别冶炼制作外层1的高硬度合金钢液和制作内衬层2的韧性 钢液；
[0042] 2)将离心机模具加热升温至260°C，并在离心机模具的模具型腔内壁涂覆1.8mm厚 的涂料；
[0043] 3)根据产品规格计算所需的高硬度合金钢液和韧性钢液的重量，首先将高硬度合 金钢液浇注入离心机模具的模具型腔内，高硬度合金钢液的温度为1550°C，间隔一定时间 后，向离心机模具的模具型腔内浇注韧性钢液，韧性钢液的温度为1560°C，在冷却至1000°C 时将获得的毛坯乳辊拔出；
[0044] 4)对毛坯乳辊进行高温球化处理，高温球化处理的方法为：将毛坯乳辊从模具型 腔内拔出后，热装入球化炉内，在850°C下保温4h，随炉冷却至720°C，保温6h，最后随炉冷却 至180°C出炉；
[0045] 5)首先按照规格尺寸对球化处理后的毛坯乳辊进行平头处理，然后再对平头处理 后的毛坯乳辊进行粗加工处理，粗加工处理过程中预留1.5mm的加工量；
[0046] 6)对粗加工乳辊进行调质处理，调质处理的方法为:将粗加工乳辊放入调质炉内， 首先在1040°C下保温3h，淬油处理，然后在280°C下保温6h，空冷；
[0047] 7)对调质处理后的粗加工乳辊进行精加工处理，获得成品乳辊。
[0048] 实施例3
[0049] 请参阅图1，一种离心浇铸双金属乳辊，包括外层1和内衬层2,所述外层1固定套设 在内衬层2外，两者之间结合牢固，所述外层1的材质为高硬度合金钢，所述内衬层2的材质 为韧性钢，所述韧性钢为韧性碳钢或韧性低合金钢;所述外层1所用的高硬度合金钢型号为 9Cr5Mo;所述内衬层2所用的韧性钢型号为35CrNiMo。
[0050]所制备的离心浇铸双金属乳辊的产品规格为屮585mm*10Ctain (外层45mm+内层 55mm)*700mm〇
[0051 ]本实施例中所述离心浇铸双金属乳辊的生产方法，步骤如下：
[0052] 1)采用两个中频炉分别冶炼制作外层1的高硬度合金钢液和制作内衬层2的韧性 钢液；
[0053] 2)将离心机模具加热升温至300 °C，并在离心机模具的模具型腔内壁涂覆2.0mm厚 的涂料；
[0054] 3)根据产品规格计算所需的高硬度合金钢液和韧性钢液的重量，首先将高硬度合 金钢液浇注入离心机模具的模具型腔内，高硬度合金钢液的温度为1560°C，间隔一定时间 后，向离心机模具的模具型腔内浇注韧性钢液，韧性钢液的温度为1590°C，在冷却至1000°C 时将获得的毛坯乳辊拔出；
[0055] 4)对毛坯乳辊进行高温球化处理，高温球化处理的方法为：将毛坯乳辊从模具型 腔内拔出后，热装入球化炉内，在880°C下保温5h，随炉冷却至750°C，保温7h，最后随炉冷却 至160°C出炉；
[0056] 5)首先按照规格尺寸对球化处理后的毛坯乳辊进行平头处理，然后再对平头处理 后的毛坯乳辊进行粗加工处理，粗加工处理过程中预留2mm的加工量；
[0057] 6)对粗加工乳辊进行调质处理，调质处理的方法为:将粗加工乳辊放入调质炉内， 首先在1050°C下保温4h，淬油处理，然后在270°C下保温5h，空冷；
[0058] 7)对调质处理后的粗加工乳辊进行精加工处理，获得成品乳辊。
[0059] 实施例4
[0060]请参阅图1，一种离心浇铸双金属乳辊，包括外层1和内衬层2,所述外层1固定套设 在内衬层2外，两者之间结合牢固，所述外层1的材质为高硬度合金钢，所述内衬层2的材质 为韧性钢，所述韧性钢为韧性碳钢或韧性低合金钢;所述外层1所用的高硬度合金钢型号为 2Cr 12MoWVNb;所述内衬层2所用的韧性钢型号为25CrMo。
[0061 ] 所制备的离心浇铸双金属乳辊的产品规格为cp (外层40mm+内层 50mm)*600mm〇
[0062] 本实施例中所述离心浇铸双金属乳辊的生产方法，步骤如下：
[0063] 1)采用两个中频炉分别冶炼制作外层1的高硬度合金钢液和制作内衬层2的韧性 钢液；
[0064] 2)将离心机模具加热升温至320 °C，并在离心机模具的模具型腔内壁涂覆2.2_厚 的涂料；
[0065] 3)根据产品规格计算所需的高硬度合金钢液和韧性钢液的重量，首先将高硬度合 金钢液浇注入离心机模具的模具型腔内，高硬度合金钢液的温度为1570°C，间隔一定时间 后，向离心机模具的模具型腔内浇注韧性钢液，韧性钢液的温度为1600°C，在冷却至1000°C 时将获得的毛坯乳辊拔出；
[0066] 4)对毛坯乳辊进行高温球化处理，高温球化处理的方法为：将毛坯乳辊从模具型 腔内拔出后，热装入球化炉内，在900°C下保温6h，随炉冷却至760°C，保温8h，最后随炉冷却 至190°C出炉；
[0067] 5)首先按照规格尺寸对球化处理后的毛坯乳辊进行平头处理，然后再对平头处理 后的毛坯乳辊进行粗加工处理，粗加工处理过程中预留2mm的加工量；
[0068] 6)对粗加工乳辊进行调质处理，调质处理的方法为:将粗加工乳辊放入调质炉内， 首先在1080°C下保温6h，淬油处理，然后在300°C下保温6h，空冷；
[0069] 7)对调质处理后的粗加工乳辊进行精加工处理，获得成品乳辊。
[0070] 实施例5
[0071] 请参阅图1，一种离心浇铸双金属乳辊，包括外层1和内衬层2,所述外层1固定套设 在内衬层2外，两者之间结合牢固，所述外层1的材质为高硬度合金钢，所述内衬层2的材质 为韧性钢，所述韧性钢为韧性碳钢或韧性低合金钢;所述外层1所用的高硬度合金钢型号为 9Crl8Mo;所述内衬层2所用的韧性钢型号为：16Mn。
[0072] 所制备的离心浇铸双金属乳辊的产品规格为(p 576mm*K)0min (外层45mm+内层 55mm)*700mm〇
[0073] 本实施例中所述离心浇铸双金属乳辊的生产方法，步骤如下：
[0074] 1)采用两个中频炉分别冶炼制作外层1的高硬度合金钢液和制作内衬层2的韧性 钢液；
[0075] 2)将离心机模具加热升温至230°C，并在离心机模具的模具型腔内壁涂覆1.9mm厚 的涂料；
[0076] 3)根据产品规格计算所需的高硬度合金钢液和韧性钢液的重量，首先将高硬度合 金钢液浇注入离心机模具的模具型腔内，高硬度合金钢液的温度为1560°C，间隔一定时间 后，向离心机模具的模具型腔内浇注韧性钢液，韧性钢液的温度为1590°C，在冷却至1000°C 时将获得的毛坯乳辊拔出；
[0077] 4)对毛坯乳辊进行高温球化处理，高温球化处理的方法为：将毛坯乳辊从模具型 腔内拔出后，热装入球化炉内，在820°C下保温3h，随炉冷却至720°C，保温4h，最后随炉冷却 至150°C出炉；
[0078] 5)首先按照规格尺寸对球化处理后的毛坯乳辊进行平头处理，然后再对平头处理 后的毛坯乳辊进行粗加工处理，粗加工处理过程中预留1.5mm的加工量；
[0079] 6)对粗加工乳辊进行调质处理，调质处理的方法为:将粗加工乳辊放入调质炉内， 首先在1000°C下保温5h，淬油处理，然后在240°C下保温3h，空冷；
[0080] 7)对调质处理后的粗加工乳辊进行精加工处理，获得成品乳辊。
[0081] 本发明制备的离心浇铸双金属乳辊，其外层1与内衬层2之间结合牢固，采用具有 高硬度的高硬度合金钢制作外层1，并采用具有高韧性的韧性钢制作内衬层2,从而将高硬 度合金钢与韧性钢制完美结合，外层1的厚度可以根据需求而设定，使该双金属乳辊具有超 长的使用寿命;本发明离心浇铸双金属乳辊的生产方法，工艺简单，且节约了大量合金，生 产成本低，有利于提高企业的竞争力。
[0082] 上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方 式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下 作出各种变化。
【主权项】
1. 一种离心浇铸双金属乳辊，其特征在于，包括外层（1)和内衬层（2)，所述外层（1)固 定套设在内衬层(2)外，两者之间结合牢固，所述外层（1)的材质为高硬度合金钢，所述内衬 层(2)的材质为韧性钢，所述韧性钢为韧性碳钢或韧性低合金钢。2. 根据权利要求1所述的离心浇铸双金属乳辊，其特征在于，所述外层（1)所用的高硬 度合金钢选自以下型号：MC5、9Cr 5Mo、9Cr3Mo、9Cr2Mo、70Cr3Mo、HI 3、Cr5、2Cr 12MoWVNb、 9Crl8Mo。3. 根据权利要求2所述的离心浇铸双金属乳辊，其特征在于，所述内衬层(2)所用的韧 性钢选自以下型号：16Mn、20Mn、20#、25CrMo、25CrMoV、35#、35CrMo、35CrNiMo。4. 一种如权利要求1-3任一所述的离心浇铸双金属乳辊的生产方法，其特征在于，步骤 如下： 1) 采用两个中频炉分别冶炼制作外层（1)的高硬度合金钢液和制作内衬层(2)的韧性 钢液； 2) 将离心机模具加热升温至200~320°C，并在离心机模具的模具型腔内壁涂覆1.6~ 2.2mm厚的涂料； 3) 采用离心浇注复合冶金法将冶炼好的高硬度合金钢液和韧性钢液依次浇注进离心 机模具的模具型腔内，并在冷却成型后将获得的毛坯乳辊拔出； 4) 对毛坯乳辊进行高温球化处理； 5) 对球化处理后的毛坯乳辊依次进行平头处理和粗加工处理，获得粗加工乳辊； 6) 对粗加工乳辊进行调质处理； 7) 对调质处理后的粗加工乳辊进行精加工处理，获得成品乳辊。5. 根据权利要求4所述的离心浇铸双金属乳辊的生产方法，其特征在于，步骤3)的具体 过程为:将高硬度合金钢液和韧性钢液均加热至过热度为30~80 °C，首先将高硬度合金钢 液浇注入离心机模具的模具型腔内，间隔一定时间后，向离心机模具的模具型腔内浇注韧 性钢液，在冷却至l〇〇〇°C时将获得的毛坯乳辊拔出。6. 根据权利要求5所述的离心浇铸双金属乳辊的生产方法，其特征在于，步骤4)中，高 温球化处理的方法为:将毛坯乳辊从模具型腔内拔出后，热装入球化炉内，在800~900°C下 保温2~6h，随炉冷却至700~760°C，保温4~8h，最后随炉冷却至200°C以下出炉。7. 根据权利要求6所述的离心浇铸双金属乳辊的生产方法，其特征在于，步骤5)中，首 先按照尺寸对毛坯乳辊进行平头处理，然后再对平头处理后的毛坯乳辊进行粗加工处理， 粗加工处理过程中预留1~2mm的加工量。8. 根据权利要求7所述的离心浇铸双金属乳辊的生产方法，其特征在于，步骤6)中，调 质处理的方法为：将粗加工乳辊放入调质炉内，首先在980~1080°C下保温2~6h，淬油处 理，然后在200~300°C下保温2~6h，空冷。
【文档编号】B22D19/16GK106001481SQ201610482161
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】马平原, 张新兵, 杨占省, 何波
【申请人】邯郸新兴特种管材有限公司