一种离心复合高速钢轧辊端面热处理涂料及其制备方法和使用方法与流程

本发明涉及轧辊铸造技术领域，具体是一种离心复合高速钢轧辊端面热处理方法。

背景技术：

离心复合高速钢轧辊，具体结构如图1所示，包括高速钢工作层1和球铁芯部2，二者为两种不同材质，两种材质的熔合界面称为结合层4，两者的结合处存在一个端面5。为了提高轧辊的使用性能，需要经过高温热处理对高速钢工作层1组织进行改善，同时为了避免球铁芯部2性能降低，一般通过差温热处理进行淬火。

普遍使用的差温设备为火焰差温炉。火焰差温炉加热过程中托肩3处于炉膛内，托肩3以及辊颈6处的结合层4界面会被加热至高速钢工作层1淬火温度，此处属于高速钢工作层1与球铁芯部2的混合材质，在此温度下强度会受到较大破坏，冷却后会在此形成裂纹，在热后会向内扩展，导致托肩3位置需靠加后配套增加成分，或者扩展至辊身导致长度尺寸不足形成废品。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是提供一种离心复合高速钢轧辊端面热处理涂料及其制备方法和使用方法，刷涂在托肩与辊颈端面的结合层处，用于复合高速钢轧辊差温处理阶段对端面的防护，避免温度过高导致结合层的强度降低，从而避免后续的修复，降低废品率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种离心复合高速钢轧辊端面热处理涂料，所述热处理涂料的原料及其重量百分含量为，玻璃渣15~25%，硼砂5~15%，工业碱5~10%，石灰1~10%，粘土50~65%。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述热处理涂料的原料及其重量百分含量为，玻璃渣18~20%，硼砂7~12%，工业碱6-8%，石灰1~5%，粘土55~60%。

本发明还公开了一种离心复合高速钢轧辊端面热处理涂料的制备方法，所述制备方法的具体步骤为，

1）按照一定的配比取上述各原料，将原料混合；

2）将混合后的原料加适量的水，搅拌均匀并调和成具有塑性的糊状；

3）在使用前，再加适量的水，调和成流动的糊状。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述原料中玻璃渣的粒度≤3mm，硼砂的粒度≤1mm，工业碱的粒度≤1mm，石灰的粒度≤1mm，粘土的粒度≤3mm。进一步地，上述原料也可以碾成粉状使用。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤2）中的调和时温度为5~40℃。

本发明还公开了一种离心复合高速钢轧辊端面热处理涂料的使用方法，所述使用方法的具体步骤为，

A）对托肩与辊颈端面处进行处理，使端面的粗糙度满足要求；

B）清理端面，清理结束后在端面刷涂一定厚度的热处理涂料；

C）涂刷完毕后干燥一定时间，再将轧辊装入预热炉中，预热；

D）将预热后的轧辊转至差温炉淬火，淬火结束出炉时，敲击端面，将已烧结的涂料去除。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤A）中托肩的外圆车削至Ra6.3~12.5，辊颈端面使用砂轮加工至粗糙度Ra12.5~25。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤B）中涂料刷涂的厚度为4~6mm。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤C）中干燥时间为1~3h。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明的热处理涂料刷涂在托肩与辊颈端面的结合层处，在复合高速钢轧辊差温处理阶段，能够对端面起到防护作用，避免温度过高导致结合层的强度降低，从而避免后续的修复，降低废品率。

本发明利用轧辊生产中使用的低成本材料，主要化学成分为二氧化硅、氧化硼、氧化钙、氧化钠、氧化铝等，配比成特殊功能的涂料，在轧辊差温淬火前对需要防护的结合层位置进行刷涂防护。刷涂形成的防护层在轧辊预备热处理时初步干燥并烧结，在差温淬火时进一步烧结，能够隔绝火焰对结合层处的直接加热，使结合层处的温度降低约80~100℃，有效避免结合层开裂。从而降低产品的修复比例，减少废品损失。

附图说明

图1是离心复合高速钢轧辊端面的结构示意图；

其中，1、高速钢工作层，2、球铁芯部，3、拖肩，4、结合层，5、端面，6、辊颈。

具体实施方式

本发明公开了一种离心复合高速钢轧辊端面热处理涂料，热处理涂料的原料及其重量百分含量为：玻璃渣15~25%，硼砂5~15%，工业碱5~10%，石灰1~10%，粘土50~65%。

本发明还公开了一种离心复合高速钢轧辊端面热处理涂料的制备方法，具体步骤为：1）按照一定的配比取上述各原料，将原料混合；2）将混合后的原料加适量的水，搅拌均匀并调和成具有塑性的糊状；3）在使用前，再加适量的水，调和成流动的糊状。

本发明进一步公开了一种离心复合高速钢轧辊端面热处理涂料的使用方法，具体步骤为：A）对托肩与辊颈端面处进行处理，使端面的粗糙度满足要求；B）清理端面，清理结束后在端面刷涂一定厚度的热处理涂料；C）涂刷完毕后干燥一定时间，再将轧辊装入预热炉中，预热；D）将预热后的轧辊转至差温炉淬火，淬火结束出炉时，敲击端面，将已烧结的涂料去除。

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1

本实施例为热处理涂料的制备实施例。

具体的制备步骤为：

1）按照下述原料及其重量百分含量称取原料，具体重量百分含量为：玻璃渣15%，硼砂10%，工业碱5%，石灰5%，粘土65%。具体质量为玻璃渣7.5Kg，硼砂5Kg，工业碱2.5Kg，石灰2.5Kg，粘土32.5Kg。其中，玻璃渣的粒度范围为1~2mm，硼砂的粒度≤1mm，工业碱、石灰、粘土均碾成粉状，将上述各原料混合均匀。

2）将混合后的原料加适量的水，搅拌均匀，调和成具有塑性的糊状；具体的判断标准为：加水调和成偏软但能成形的糊状，即调和后的涂料不能流动，具有一定的塑性。这样是便于储存和使用调和后的涂料。此步骤中，调和的温度为8℃。

3）在使用前，再加适量的水，调和成流动的糊状。具体的方法为：将具有塑性的糊状涂料放入容器中，边加水边沿着一个方向搅拌，即搅拌的方向为顺时针或逆时针，保持搅拌方向的一致性，待涂料变为流动的糊状，继续搅拌15min后，停止搅拌。判断流动的糊状的标准为：将涂料舀起后倾倒，涂料能连续缓慢下流。

由此，即制备出符合要求的热处理涂料。

实施例2

本实施例为热处理涂料的制备实施例。

具体的制备步骤为：

1）按照下述原料及其重量百分含量称取原料，具体重量百分含量为：玻璃渣25%，硼砂15%，工业碱2.5%，石灰2.5%，粘土55%。具体质量为玻璃渣12.5Kg，硼砂7.5Kg，工业碱1.25Kg，石灰1.25Kg，粘土27.5Kg。其中，玻璃渣为粒度范围为2~3mm的颗粒，硼砂的粒度范围为1mm左右的颗粒状（少量结块碾碎后使用），工业碱为粉状，石灰为粉状和少量1mm左右颗粒状，粘土为粉状和少量≤3mm的颗粒，将上述各原料混合均匀。

2）将混合后的原料加适量的水，搅拌均匀，调和成具有塑性的糊状；具体的判断标准为：加水调和成偏软但能成形的糊状，即调和后的涂料不能流动，具有一定的塑性。这样是便于储存和使用调和后的涂料。此步骤中，调和的温度为36℃。

3）在使用前，再加适量的水，调和成流动的糊状。具体的方法为：将具有塑性的糊状涂料放入容器中，边加水边沿着一个方向搅拌，即搅拌的方向为顺时针或逆时针，保持搅拌方向的一致性，待涂料变为流动的糊状，，继续搅拌10min后，停止搅拌。判断流动的糊状的标准为：将涂料舀起后倾倒，涂料能连续缓慢下流。

由此，即制备出符合要求的热处理涂料。

实施例3

本实施例为热处理涂料的使用实施例。

具体的使用步骤为：

A）对托肩与辊颈端面处进行处理，使端面的粗糙度满足要求，本实施例中，托肩的外圆粗糙度为Ra12.5，辊颈端面的粗糙度为Ra25。保持端面的粗糙度可增加涂料附着力，同时粗糙度也不能影响后续加工。

B）清理端面，具体清理方法为：先用钢丝刷清理，再用粗毛刷清理，最后使用破布将油污及尘土擦拭干净，油污严重时使用清洗油继续清洗。清理结束后干燥0.5h，在端面刷涂一定厚度的热处理涂料，本实施例中，选用实施例1中制备出的涂料，涂料刷涂的厚度为4mm。

C）涂刷完毕后干燥1h，再将轧辊装入预热炉中，预热；在预热结束后涂料已初步干燥烧结。

D）将预热后的轧辊转至差温炉淬火，在转移时要检查涂料层是否完好，转运过程避免对涂料层磕碰。涂料层在差温淬火过程中进一步烧结，淬火结束出炉时，使用铁棍等工具敲击端面，将已烧结的涂料去除，对冷却效果不产生影响。

经过上述处理后的轧辊，即可进行下一步的加工处理过程。

实施例4

本实施例为热处理涂料的使用实施例。

具体的使用步骤为：

A）对托肩与辊颈端面处进行处理，使端面的粗糙度满足要求，本实施例中，托肩的外圆粗糙度为Ra6.5，辊颈端面的粗糙度为Ra25。保持端面的粗糙度可增加涂料附着力，同时粗糙度也不能影响后续加工。

B）清理端面，具体清理方法为：先用钢丝刷清理，再用粗毛刷清理，最后使用破布将油污及尘土擦拭干净，油污严重时使用清洗油继续清洗。清理结束后干燥0.5h，在端面刷涂一定厚度的热处理涂料，本实施例中，选用实施例2中制备出的涂料，涂料刷涂的厚度为6mm。

C）涂刷完毕后干燥3h，再将轧辊装入预热炉中，预热；在预热结束后涂料已初步干燥烧结。

D）将预热后的轧辊转至差温炉淬火，在转移时要检查涂料层是否完好，转运过程避免对涂料层磕碰。涂料层在差温淬火过程中进一步烧结，淬火结束出炉时，使用铁棍等工具敲击端面，将已烧结的涂料去除，对冷却效果不产生影响。

经过上述处理后的轧辊，即可进行下一步的加工处理过程。