本发明公开了一种含硼离心复合高速钢轧辊,包括高速钢轧辊外层、高速钢轧辊中间层和高速钢轧辊芯部,该制备方法包括熔炼、炉前处理、轧辊浇注、退火、粗加工、二次回火、精加工、检验。通过上述方式,本发明提供的含硼离心复合高速钢轧辊采用了三层复合轧辊技术,增加了高速钢轧辊外层和高速钢轧辊芯部的复合能力,不易剥落,硬度强度高、耐磨性好、抗事故能力强,该制备方法简单,省去了高温淬火工艺,轧辊热处理能耗低、周期短,轧辊不会出现氧化和脱碳,且轧辊使用安全,使用中无断辊现象出现。
1.一种含硼离心复合高速钢轧辊,包括高速钢轧辊外层、高速钢轧辊中间层和高速钢轧辊芯部,其特征在于,所述的高速钢轧辊外层的化学成分重量百分比为:C:0.8-0.9%、Si:1.0-1.2%、Mn:0.9-1.2%、P:≤0.03%、S:≤0.03%、Ni:0.9-1.0%、Cr:5-6%、Mo:1.4-1.5%、B:1.9-2.2%、V:1.4-1.6%、W:2-3%、Nb:0.4-0.5%和稀土;所述的高速钢轧辊中间层的化学成分重量百分比为:C:1.7-1.8%、Si:1.4-1.6%、Mn:0.9-1.0%、P:≤0.03%、S:≤0.03%、Ni:0.8-1.2%、Cr:1.3-1.5%和Mo:0.3-0.5%;所述的高速钢轧辊芯部的化学成分重量百分比为:C:3.1-3.3%、Si:1.8-2.0%、Mn:0.6-0.7%、P:≤0.1%、S:≤0.03%、Ni:≤0.3%、Cr:0.2-0.3%、Mo:0.2-0.3%和Mg:0.05-0.08%。
2.根据权利要求1所述的含硼离心复合高速钢轧辊,其特征在于,所述的高速钢轧辊外层为含硼高速钢,高速钢轧辊中间层为石墨钢,高速钢轧辊芯部为球磨铸铁。
3.根据权利要求1所述的含硼离心复合高速钢轧辊,其特征在于,所述的高速钢轧辊外层中稀土的含量为0.4%。
4.根据权利要求1所述的含硼离心复合高速钢轧辊,其特征在于,所述的高速钢轧辊中间层还加入0.1%CaSiMn的孕育剂和0.5%的钇基重稀土。
5.根据权利要求1所述的含硼离心复合高速钢轧辊,其特征在于,所述的高速钢轧辊外层和高速钢轧辊中间层金相组织为奥氏体+马氏体。
6.根据权利要求1所述的含硼离心复合高速钢轧辊的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:a、熔炼:将废钢、生铁或增碳剂、烙铁、钨铁、钼铁和镍板,混合加热熔化,钢水熔清后加入锰铁和硅铁预脱氧,将温度升至1500-1540°C,依次加入钒铁、硼铁、铌铁并升温,当钢水温度达到1550-1580°C时,加入铝脱氧,而后出炉;b、炉前处理:将钇基重稀土经180-220°C烘干后,置于钢包底部,用包内冲入法对钢水进行稀土变质处理,得到含硼高速钢液体,扒渣后用于浇注轧辊外层;c、轧辊浇注:将含硼高速钢液体浇注到离心机铸型内,采用树脂覆膜砂作为铸型涂料,外层钢水浇注温度为1560±10°C,撒玻璃渣2.5kg,当外层钢水温度在1230°C时浇注中间层钢水,再撒玻璃渣1.5kg;当中间层钢水凝固温度在1180°C时停机合箱浇注芯部铁水;d、退火:加入保温剂进行保温8-12h后开箱空冷;e、粗加工:进行表面加工处理,预留加工余量2-3mm;f、二次回火:置于低于200°C的加热炉中保温1-3h,然后以15-25°C/h的升温速度加热到510-560°C进行保温处理,保温5h后出炉空冷,冷到250°C,再将轧辊重新置于温度低于300°C的加热炉中保温1-2h,然后以25-40°C/h的升温速度加热至480-510°C进行保温6h,然后炉冷至温度低于180°C后空冷至室温;g、精加工:精加工轧辊的尺寸;h、检验:进行常规的检验。
7.根据权利要求6所述的含硼离心复合高速钢轧辊,其特征在于,所述炉前处理步骤中将钇基重稀土破碎至粒度为8-20mm的小块。
8.根据权利要求6所述的含硼离心复合高速钢轧辊,其特征在于,所述的轧辊浇注步骤中玻璃渣为NB型或YK-107型玻璃渣。
9.根据权利要求6所述的含硼离心复合高速钢轧辊,其特征在于,所述的轧辊浇注步骤中树脂覆膜砂单边厚度为2-3mm,树脂覆膜砂重量为4kg。技术领域
本发明涉及复合钢轧辊技术领域,特别涉及一种含硼离心复合高速钢轧辊及制备方法。
背景技术
随着冶金工业的迅速发展,我国目前轧材年产量已接近6.7亿吨,占世界轧材总量的50%左右,而现代化的轧制技术普遍采用的是低温轧制和无头连续轧制等先进轧制技术。轧辊是轧钢生产中大量消耗的关键部件,因此对轧辊的各项性能和使用寿命提出了跟高的要求,复合高速钢轧辊以其硬度高、耐磨性好及优良的使用效果被广大轧钢界普遍采用和推崇。高速钢轧辊是近年来新发明的一种新型轧辊,其作用范围不仅适用于板带轧机冷热轧工作辊,而且还适用于各种线棒材轧机的工作辊,具有广泛的使用前景。但是,在现有生产技术中,轧辊外层采用的是高速钢,而轧辊芯部采用的是球墨铸铁,该种高速钢复合轧辊尽管目前在轧钢生产中被很好的应用,但是由于轧辊芯部球墨铸铁强度较低,使轧辊在生产和使用过程中都存在一定的不足,轧辊外层和轧辊芯部复合能力不强,轧钢时容易剥落。
发明内容
针对上述缺陷,本发明的目的在于提供一种含硼离心复合高速钢轧辊,增加了高速钢轧辊外层和高速钢轧辊芯部的复合能力,轧钢时不易剥落,硬度强度高、耐磨性好和抗事故能力强。为了解决上述问题,本发明的技术方案是,提供了一种含硼离心复合高速钢轧辊,包括高速钢轧辊外层、高速钢轧辊中间层和高速钢轧辊芯部,所述的高速钢轧辊外层的化学成分重量百分比为:C:0.8-0.9%、Si:1.0-1.2%、Mn:0.9-1.2%、P:≤0.03%、S:≤0.03%、Ni:0.9-1.0%、Cr:5-6%、Mo:1.4-1.5%、B:1.9-2.2%、V:1.4-1.6%、W:2-3%、Nb:0.4-0.5%和稀土;所述的高速钢轧辊中间层的化学成分重量百分比为:C:1.7-1.8%、Si:1.4-1.6%、Mn:0.9-1.0%、P:≤0.03%、S:≤0.03%、Ni:0.8-1.2%、Cr:1.3-1.5%和Mo:0.3-0.5%;所述的高速钢轧辊芯部的化学成分重量百分比为:C:3.1-3.3%、Si:1.8-2.0%、Mn:0.6-0.7%、P:≤0.1%、S:≤0.03%、Ni:≤0.3%、Cr:0.2-0.3%、Mo:0.2-0.3%和Mg:0.05-0.08%。在本发明一个较佳实施例中,所述的高速钢轧辊外层为含硼高速钢,高速钢轧辊中间层为石墨钢,高速钢轧辊芯部为球磨铸铁。在本发明一个较佳实施例中,所述的高速钢轧辊外层中稀土的含量为0.4%。在本发明一个较佳实施例中,所述的高速钢轧辊中间层还加入0.1%CaSiMn的孕育剂和0.5%的钇基重稀土。在本发明一个较佳实施例中,所述的高速钢轧辊外层和高速钢轧辊中间层金相组织为奥氏体+马氏体。为解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案是:提供了一种含硼离心复合高速钢轧辊的制备方法,包括以下步骤:a、熔炼:将废钢、生铁或增碳剂、烙铁、钨铁、钼铁和镍板,混合加热熔化,钢水熔清后加入锰铁和硅铁预脱氧,将温度升至1500-1540°C,依次加入钒铁、硼铁、铌铁并升温,当钢水温度达到1550-1580°C时,加入铝脱氧,而后出炉;b、炉前处理:将钇基重稀土经180-220°C烘干后,置于钢包底部,用包内冲入法对钢水进行稀土变质处理,得到含硼高速钢液体,扒渣后用于浇注轧辊外层;c、轧辊浇注:采用树脂覆膜砂作为浇注涂料,外层钢水浇注温度为1560±10°C,撒玻璃渣2.5kg,当外层钢水温度在1230°C时浇注中间层钢水,再撒玻璃渣1.5kg;当中间层钢水凝固温度在1180°C时停机合箱浇注芯部铁水;d、退火:加入保温剂进行保温8-12h后开箱空冷;e、粗加工:进行表面加工处理,预留加工余量2-3mm;f、二次回火:置于低于200°C的加热炉中保温1-3h,然后以15-25°C/h的升温速度加热到510-560°C进行保温处理,保温5h后出炉空冷,冷到250°C,再将轧辊重新置于温度低于300°C的加热炉中保温1-2h,然后以25-40°C/h的升温速度加热至480-510°C进行保温6h,然后炉冷至温度低于180°C后空冷至室温;g、精加工:精加工轧辊的尺寸;h、检验:进行常规的检验。在本发明一个较佳实施例中,所述炉前处理步骤中将钇基重稀土破碎至粒度为8-20mm的小块。在本发明一个较佳实施例中,所述的轧辊浇注步骤中玻璃渣为NB型或YK-107型玻璃渣。在本发明一个较佳实施例中,所述的轧辊浇注步骤中树脂覆膜砂单边厚度为2-3mm,树脂覆膜砂重量为4kg。本发明的含硼离心复合高速钢轧辊,采用了三层复合轧辊技术,包括高速钢轧辊外层、高速钢轧辊中间层和高速钢轧辊芯部,增加了高速钢轧辊外层和高速钢轧辊芯部的复合能力,不易剥落,硬度强度高、耐磨性好、抗事故能力强。
附图说明
图1是本发明的含硼离心复合高速钢轧辊的制备方法一较佳实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。本发明提供的一种含硼离心复合高速钢轧辊,包括高速钢轧辊外层、高速钢轧辊中间层和高速钢轧辊芯部。本发明中的高速钢轧辊外层的化学成分重量百分比为:xa0C:0.8-0.9%、Si:1.0-1.2%、Mn:0.9-1.2%、P:≤0.03%、S:≤0.03%、Ni:0.9-1.0%、Cr:5-6%、Mo:1.4-1.5%、B:1.9-2.2%、V:1.4-1.6%、W:2-3%、Nb:0.4-0.5%和稀土;所述的高速钢轧辊中间层的化学成分重量百分比为:C:1.7-1.8%、Si:1.4-1.6%、Mn:0.9-1.0%、P:≤0.03%、S:≤0.03%、Ni:0.8-1.2%、Cr:1.3-1.5%和Mo:0.3-0.5%;所述的高速钢轧辊芯部的化学成分重量百分比为:C:3.1-3.3%、Si:1.8-2.0%、Mn:0.6-0.7%、P:≤0.1%、S:≤0.03%、Ni:≤0.3%、Cr:0.2-0.3%、Mo:0.2-0.3%和Mg:0.05-0.08%。上述中,高速钢轧辊外层中稀土的含量为0.4%。高速钢轧辊中间层还加入0.1%CaSiMn的孕育剂和0.5%的钇基重稀土。本发明中的高速钢轧辊外层为含硼高速钢,高速钢轧辊中间层为石墨钢,高速钢轧辊芯部为球磨铸铁。高速钢轧辊外层和高速钢轧辊中间层的硬度为HRC56-62,高速钢轧辊芯部HSD38-45。高速钢轧辊外层和高速钢轧辊中间层金相组织为奥氏体+马氏体。xa0如图1所示,为本发明的含硼离心复合高速钢轧辊的制备方法一较佳实施例的流程图。该含硼离心复合高速钢轧辊的制备方法,包括以下步骤:a、熔炼:将废钢、生铁或增碳剂、烙铁、钨铁、钼铁和镍板,混合加热熔化,钢水熔清后加入锰铁和硅铁预脱氧,将温度升至1500-1540°C,依次加入钒铁、硼铁、铌铁并升温,当钢水温度达到1550-1580°C时,加入铝脱氧,而后出炉;b、炉前处理:将钇基重稀土经180-220°C烘干后,置于钢包底部,用包内冲入法对钢水进行稀土变质处理,得到含硼高速钢液体,扒渣后用于浇注轧辊外层;c、轧辊浇注:采用树脂覆膜砂作为浇注涂料,外层钢水浇注温度为1560±10°C,撒玻璃渣2.5kg,当外层钢水温度在1230°C时浇注中间层钢水,再撒玻璃渣1.5kg;当中间层钢水凝固温度在1180°C时停机合箱浇注芯部铁水;d、退火:加入保温剂进行保温8-12h后开箱空冷;e、粗加工:进行表面加工处理,预留加工余量2-3mm;f、二次回火:置于低于200°C的加热炉中保温1-3h,然后以15-25°C/h的升温速度加热到510-560°C进行保温处理,保温5h后出炉空冷,冷到250°C,再将轧辊重新置于温度低于300°C的加热炉中保温1-2h,然后以25-40°C/h的升温速度加热至480-510°C进行保温6h,然后炉冷至温度低于180°C后空冷至室温;g、精加工:精加工轧辊的尺寸;h、检验:进行常规的检验。上述中,炉前处理步骤中将钇基重稀土破碎至粒度为8-20mm的小块,采用钇基重稀土进行炉前处理,材料组织细密,实现了共晶化合物上网弥散状分布,降低了组织应力。上述中,轧辊浇注步骤中玻璃渣为NB型或YK-107型玻璃渣;树脂覆膜砂单边厚度为2-3mm,树脂覆膜砂重量为4kg。本发明采用树脂覆膜砂作为铸型涂料,具有挂涂方便,脱模容易,清理强度低,一次挂涂,不需要二次加热烘干,高效、节能低耗和混包的特点。本发明中对常规含硼离心复合高速钢轧辊的热处理工艺进行了改进,由常规的淬火加回火处理改为二次回火吹,取消了轧辊的高温淬火,一是可以节约能源;二是可以消除高温加热时表面的氧化和脱碳;三是可以消除轧辊高温加热时高速钢轧辊芯部强度下降。为了取消含硼离心复合高速钢轧辊的高温淬火,轧辊铸态组织中不应出现珠光体,铸态基体组织为奥氏体和马氏体为主。本发明的含硼离心复合高速钢轧辊,采用了三层复合轧辊技术,包括高速钢轧辊外层、高速钢轧辊中间层和高速钢轧辊芯部,增加了高速钢轧辊外层和高速钢轧辊芯部的复合能力,不易剥落,硬度强度高、耐磨性好、抗事故能力强。该含硼离心复合高速钢轧辊的制备方法,省去了高温淬火工艺,轧辊热处理能耗低、周期短,轧辊不会出现氧化和脱碳,高速钢轧辊芯部强度与铸态不会下降;生产含硼离心复合高速钢轧辊具有很好的使用的效果,使用寿命达到高镍铬铸铁轧辊的2-3倍,且轧辊使用安全,使用中无断辊现象出现。以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。