一種耐磨鑄造高速鋼復合軋輥及其制備方法
【專利摘要】一種耐磨鑄造高速鋼復合軋輥及其制備方法，屬于軋鋼【技術(shù)領(lǐng)域】。耐磨鑄造高速鋼復合軋輥由輥身耐磨高速鋼和輥芯高強度球鐵通過離心鑄造復合而成，輥身耐磨高速鋼經(jīng)鎳鎂合金和多元合金絲處理。高速鋼復合軋輥經(jīng)風冷淬火和高溫回火后，具有硬度高、硬度均勻性好以及輥芯強韌性好等特點，在熱軋機上，具有良好的使用效果。
【專利說明】一種耐磨鑄造高速鋼復合軋輥及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種復合軋輥及其制備方法，特別涉及一種耐磨鑄造高速鋼復合軋輥及其制備方法，屬于軋鋼【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]軋輥是軋鋼生產(chǎn)中的重要消耗工具，隨著軋鋼技術(shù)的發(fā)展，對軋輥的性能，特別是高溫耐磨性能提出了更高的要求，為了提高軋輥高溫耐磨性，最重要的途徑是在軋輥材料中加入形成高硬度碳化物元素及加入提高基體抗回火穩(wěn)定性元素，其中最常見的是加入鎢、鑰、釩、鈮等合金元素，由此出現(xiàn)了高速鋼軋輥材料。
[0003]目前高速鋼軋輥已在軋鋼生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用，為了進一步提高高速鋼軋輥性能，中國發(fā)明專利CN103624230A公開了一種組合外場下離心鑄造高速鋼軋輥的方法。在高速鋼軋輥旋轉(zhuǎn)離心鑄造過程中，在鑄模外安置脈沖式磁場，脈沖式磁場的頻率10-20HZ，脈沖寬度在15-25 μ S，使鑄型中心部位的磁感應(yīng)強度在0.01-0.7Τ，同時，在鑄模兩端分別安裝一個電極，離心澆鑄過程中對處于凝固過程中的金屬通入穩(wěn)定的直流電流，直流電流的電流密度為0.l-10A/m2，利用脈沖式磁場和高速旋轉(zhuǎn)鑄模內(nèi)金屬液中直流電流的交互作用改變高速鋼軋輥凝固過程中析出硬質(zhì)相的形態(tài)，并利用離心鑄造的作用控制硬質(zhì)相的分布。該發(fā)明綜合了脈沖式磁場、磁電耦合及離心旋轉(zhuǎn)鑄造的技術(shù)優(yōu)勢，能顯著改善高速鋼軋輥的內(nèi)部凝固組織，大幅度提高軋輥的壽命和使用性能。中國發(fā)明專利CN103624240A還公開了磁場電場復合作用下離心鑄造高硼高速鋼軋輥的方法。在高硼高速鋼軋輥離心鑄造過程中，在鑄模外安置固定的穩(wěn)恒磁場，使鑄型中心部位的磁感應(yīng)強度在0.01-0.7T，同時，在鑄模兩端分別安裝導電環(huán)并與電極接觸，離心澆鑄過程中對處于凝固過程中的鑄件通入脈沖電流，脈沖電流的電壓為100V-1500V，頻率10-20HZ，脈沖寬度在15-25 μ S，利用脈沖電場的震蕩以及磁場內(nèi)帶電旋轉(zhuǎn)鑄件形成的電磁震蕩作用改變高硼高速鋼軋輥凝固過程中析出硬質(zhì)相的形態(tài)，并利用離心鑄造的作用控制硬質(zhì)相的分布。該發(fā)明綜合了脈沖電場、磁電耦合及離心旋轉(zhuǎn)鑄造的技術(shù)優(yōu)勢，能顯著改善高硼高速鋼軋輥的內(nèi)部凝固組織，大幅度提高軋輥的壽命和使用性能。中國發(fā)明專利CN103317115A還公開了一種高速鋼復合軋輥的制造方法，包括以下步驟:根據(jù)需要熔煉的高速鋼軋輥的成分要求將原料置于中頻感應(yīng)爐中進行熔煉；爐前處理；采用三層復合及離心工藝澆注軋輥；粗加工；熱處理；精加工；其中，所述熔煉包括外層鋼液冶煉、中間層金屬液熔化和芯部鐵水熔化，所述熱處理包括淬火和回火工藝，所述回火工藝為400-450°C保溫10-15小時，再隨爐冷卻至100°C以下后出爐空冷。通過上述方式，該發(fā)明能夠解決外層和芯部不同材質(zhì)之間難以結(jié)合的問題，實現(xiàn)中間層的過渡結(jié)合，具有極好的耐磨性及較高的硬度，可保證輥面質(zhì)量。中國發(fā)明專利CN103305775A還公開了一種高碳高速鋼軋輥，包括按質(zhì)量百分比組成的下列成分:C:1.8-2.8%, W:3-5%, Cr:5~8%, Mo:3.5-4%, V:4-6%, Nb:0.8-1.5%, Co:1~3%, Ni:
0.5-1.5%, Al:0.3-0.6%, S1:≤1.0%，其余為Fe和不可避免的微量元素。通過上述方式，該發(fā)明的高碳高速鋼軋輥能夠提高耐磨損和抗熱疲勞性能，應(yīng)用于棒材軋機精軋機架上，可以顯著提高軋鋼機作業(yè)率，降低軋材生產(chǎn)成本，減輕工人勞動強度，提高使用壽命。中國發(fā)明專利CN102828123A還公開了一種離心復合澆鑄高速鋼軋輥外層變質(zhì)處理的方法，其特征在于，在外層高速鋼熔煉完成出爐時，向鋼包內(nèi)加入復合變質(zhì)劑對高速鋼鐵水進行變質(zhì)處理，復合變質(zhì)劑的加入量為鋼水重量的1.0?2.0%，反應(yīng)溫度為1500?1600°C。所述復合變質(zhì)劑的化學成分重量百分比為:50?55%釩鐵FeV50、20?25%稀土硅鐵合金FeSiRe21、20?25%硅鋇合金FeBa5Si60、5?10% Al。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該發(fā)明的優(yōu)點是:細化鑄造晶粒和改善鉻、碳化物形態(tài)，均勻彌散分布的細小球狀M C型碳化物，提高了高速鋼軋輥外層的耐磨和耐熱性，使軋輥毫米軋材同比增加25?30%。中國發(fā)明專利CN102615108B還公開了一種離心鑄造高速鋼復合軋輥及其制造方法，復合軋輥由外層高速鋼、中間層石墨鋼和芯部高強度球鐵通過離心復合而成。本發(fā)明是在現(xiàn)有高碳高釩高速鋼軋輥基礎(chǔ)上，適當降低釩含量，同時加入鈮元素，且Nb/V控制在0.3-0.5，使Nb與V形成復合碳化物(V，Nb)C，從而避免了在離心力作用下形成偏析。高速鋼復合軋輥的輥芯采用高強度球墨鑄鐵，為防止?jié)沧⑶蜩F時與外層高速鋼熔合混入Cr，B等引起脆化的元素，在外層和輥芯之間澆注多元石墨鋼中間層。為防止軋輥離心鑄造過程中出現(xiàn)裂紋，對輥面高速鋼材料和中間層石墨鋼進行細化組織的微合金化處理，達到提高軋輥材料抗熱裂能力的目的。中國發(fā)明專利CN102366822A還公開了一種高速鋼軋輥材料的鋼水處理方法，將變質(zhì)元素稀土鎂硅鐵合金、釩鐵、鈦鐵、鈮鐵、鋯鐵、氧化鉀、硅鈣鋇合金、含氮鉻鐵、硼鐵和鋅破碎成60?100目的粉末，按質(zhì)量分數(shù)混合均勻；采用厚度0.15?0.22_低碳鋼鋼帶包裝，滾軋成直徑Φ5-8_金屬包芯線；采用喂絲法將金屬包芯線添加到鋼包內(nèi)澆注高速鋼軋輥的鋼水中，金屬包芯線的加入量為8?10kg/T鋼水。該發(fā)明工藝簡便，變質(zhì)元素收得率高，變質(zhì)效果穩(wěn)定，導致高速鋼軋輥的力學性能和使用性能明顯提高。中國發(fā)明專利CN102274856A還公開了一種離心復合高速鋼軋輥及其澆注方法，軋輥包括高速鋼外層、中間過渡層、球墨鑄鐵芯部，所述的高速鋼外層的化學成分重量百分比為:1.8?2.6%C、3?10% Cr、0.2?1.0%Nb、4?10%Mo、5?10% V、4?10% W、2?10% Co，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，其工作步驟如下:1)中頻爐熔煉；2)進行變質(zhì)處理；3)離心鑄造；4)芯部澆鑄；5)采用臺車式差溫爐進行熱處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該發(fā)明的有益效果是:1)能顯著提高高速鋼外層的抗熱疲勞和耐磨性能。2)高速鋼外層和中間過渡層的結(jié)合強度達到400MPa以上，防止高速鋼外層的剝落。中國發(fā)明專利CN101812646A還公開了軋輥用高速鋼合金的鑄造工藝，該工藝先采用快淬甩帶法分別制得薄片狀的納米晶稀土硅鐵孕育劑和薄片狀的納米晶硼鐵細化劑，再用由該納米晶稀土硅鐵孕育劑和納米晶硼鐵細化劑構(gòu)成的變質(zhì)劑對軋輥用高速鋼合金組織進行晶粒和組織細化處理，以克服高速鋼合金鑄造的缺陷，顯著細化了其基體晶粒并使碳化物斷網(wǎng)，從而明顯地提高了所制得的高速鋼軋輥的綜合力學性能。中國發(fā)明專利CN101078090還公開了一種低合金高速鋼軋輥材料及制造方法，其材料的化學成分是(重量％ ):C:1.2 ?1.8%，Cr:4.5 ?6.5%，W:1.0 ?3.0%，Mo:1.0 ?3.0%，V:3.0 ?5.0%，Al:0.6 ?L 2%，Si:0.8 ?L 2%，N:0.05 ?0.15%，B:0.04 ?0.12%，Nb:0.05 ?0.20 %，T1:0.06 ?0.18 %，Y:0.04 ?0.15 %，Mn < 0.5 %，P < 0.04 %，S< 0.04%，余量 Fe,且實際碳含量為:0.033W+0.063Mo+0.060Cr+0.200V+ (0.08 ?0.20)。制造用電爐熔煉，軋輥采用離心復合鑄造或連續(xù)復合鑄造成型，軋輥經(jīng)過粗加工后進行淬火和回火處理，最后精加工至規(guī)定尺寸和精度。該低合金高速鋼軋輥材料含有較少的鎢、鑰合金元素，不含價格昂貴的鈷元素，生產(chǎn)成本低，具有良好的紅硬性、強韌性和耐磨性。中國發(fā)明專利CN1999804還公開了一種新型高碳高鎢高速鋼軋輥及其制備方法，該發(fā)明中高碳高鎢高速鋼軋輥含有:碳2.0?3.0%，鎢6.0?18.0%，釩2.0?4.0%，鑰1.0?3.0%，鉻3.0?9.0%，硅小于1.2%，錳小于1.2% ;制成的該高碳高鎢高速鋼軋輥含有釩、鎢系的M C型復合碳化物。該發(fā)明中高碳高鎢高速鋼軋輥的制備方法是，將高碳高鎢高速鋼加熱到1580?1620°C后脫氧；在1400?1500°C澆鑄，同時對離心鑄型施加0.05?0.25T的穩(wěn)恒磁場，并以600?1800轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)至成型。
[0004]但是，上述高速鋼軋輥普遍存在韌性低、使用過程中易剝落、掉塊，影響軋機的正常使用，特別在軋機精軋機組上使用時，還存在耐磨性差，導致軋材表面質(zhì)量變差以及軋材尺寸精度下降等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種鑄造耐磨高速鋼復合軋輥的制備方法，本發(fā)明耐磨高速鋼復合軋輥是針對傳統(tǒng)高速鋼軋輥碳化物尺寸粗大，且碳化物分布不均勻，在傳統(tǒng)高碳高釩高速鋼軋輥基礎(chǔ)上，通過成分優(yōu)化以及冶煉工藝和鋼水爐外處理工藝的改進，達到細化碳化物和提聞聞速鋼乳棍綜合性能的目的。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下措施來實現(xiàn):
[0007]本發(fā)明耐磨鑄造高速鋼復合軋輥由輥身耐磨高速鋼和輥芯高強度球鐵通過離心鑄造復合而成。本發(fā)明耐磨鑄造高速鋼復合軋輥的制備工藝如下:
[0008]①分別在兩臺中頻感應(yīng)電爐內(nèi)熔煉輥身耐磨高速鋼和輥芯高強度球鐵，其中輥身耐磨高速鋼的冶煉工藝是:先將廢鋼、增碳劑、鉻鐵、鎢鐵、鑰鐵、釩鐵和鈮鐵混合加熱熔化，當鋼水溫度達到1570?1590°C，取樣分析，當鋼水質(zhì)量分數(shù)達到1.8?2.2% C、4.5?6.0% Cr、1.5 ?2.2%W、5.5 ?6.5%Μο、4.8 ?5.6% V、1.5 ?1.8%Nb,<l.0% S1、〈0.6%Mn，〈0.05% P,〈0.04% S，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)時，向鋼水中加入占爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分數(shù)0.5?0.8%的金屬鋁用于脫氧和合金化，保溫4?6分鐘后將鋼水出爐到鋼包，在鋼包底部預先放置了鎳鎂合金，鎳鎂合金加入量占注入鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分數(shù)的0.35?0.50% ；最后，通過喂絲機向鋼包內(nèi)加入多元合金絲，多元合金絲加入量占鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分數(shù)的
3.0?3.5%,多元合金絲直徑(p3.5mm~(p4.0mm;
[0009]②鋼水經(jīng)扒渣后，當溫度降至1430?1460°C時，將其澆入高速旋轉(zhuǎn)的離心機上的鑄型內(nèi)，鋼水澆注完畢后，用非接觸式測溫儀測量高速鋼輥身內(nèi)層溫度，當溫度為1210?1290°C時，澆入輥芯球墨鑄鐵鐵水，輥芯球墨鑄鐵鐵水的化學組成及其質(zhì)量分數(shù)是:3.4?3.8% C，2.1 ?2.4% Si, 0.10 ?0.35% Mn, 0.20 ?0.35% Ni, 0.04 ?0.06% Mg, 0.02 ?0.04% RE，0.09?0.15% Na, S<0.02% , P<0.04%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，球墨鑄鐵鐵水澆注溫度為1310?1350°C，輥芯球墨鑄鐵鐵水澆注完畢12?24h后，取出高速鋼復合軋輥進保溫爐或緩冷坑；
[0010]③將高速鋼復合軋輥在鑄態(tài)下直接進行粗加工，然后在加熱爐中加熱至1040?10700C，加熱升溫速度為15?25°C /h,保溫3?6h后風冷，再以25?35°C /h的升溫速度加熱至520?550°C，保溫8?12h后，爐冷至150°C以下，空冷，最后將軋輥精加工至規(guī)定尺寸和精度。[0011]如上所述鎳鎂合金的化學組成及其質(zhì)量分數(shù)是:70?85% Ni, 15?30% Mg。
[0012]如上所述多元合金絲的化學組成及其質(zhì)量分數(shù)是:10?12% V，1.5?2.0%N, 3 ?5 % Ti, 2.5 ?4.0 % Ca, 6 ?8 % Zr, 3 ?5 % Ce, 25 ?28 % Si, 10 ?12 % Cr, 2 ?4% K,〈0.04% P,〈0.03% S，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0013]本發(fā)明高速鋼復合軋輥與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
[0014]I)本發(fā)明高速鋼復合軋輥輥面硬度高，淬透性好，淬硬層深，確保了軋輥在整個工作層內(nèi)都具有極好的耐磨性，本發(fā)明軋輥輥面硬度超過85HSD，輥面硬度差小于1.5HSD ；
[0015]2)本發(fā)明高速鋼復合軋輥輥芯強度高，確保軋輥使用中不會出現(xiàn)斷輥；
[0016]3)本發(fā)明高速鋼復合軋輥耐磨性能優(yōu)良，其使用壽命比高鎳鉻鑄鐵軋輥提高4倍以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1本發(fā)明軋輥示意圖；
[0018]1-輥身(耐磨高速鋼)，2-輥芯(高強度球鐵)。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳述，但本發(fā)明并不限于以下實施例。
[0020]本發(fā)明耐磨鑄造高速鋼復合軋輥由輥身I耐磨高速鋼和輥芯2高強度球鐵通過離心鑄造復合而成。
[0021]實施例1:
[0022]本發(fā)明耐磨鑄造高速鋼復合軋輥的制備工藝如下:
[0023]①分別在兩臺1000公斤中頻感應(yīng)電爐內(nèi)熔煉輥身I耐磨高速鋼和輥芯2高強度球鐵，其中輥身I耐磨高速鋼的冶煉工藝是:先將廢鋼、增碳劑、鉻鐵、鎢鐵、鑰鐵、釩鐵和鈮鐵混合加熱熔化，當鋼水溫度達到1571°c，取樣分析，當鋼水質(zhì)量分數(shù)達到1.81%C、4.63 % Cr,2.19 % W、5.51 % Mo,4.80 % VU.77 % Nb,0.65 % Si,0.38 % Mn,0.039 %P, 0.031% S，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)時，向鋼水中加入占爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分數(shù)0.5%的金屬鋁用于脫氧和合金化，保溫6分鐘后將鋼水出爐到鋼包，在鋼包底部預先放置了鎳鎂合金，鎳鎂合金的化學組成及其質(zhì)量分數(shù)是:85% Ni, 15% Mg，鎳鎂合金加入量占注入鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分數(shù)的0.50%，最后，通過喂絲機向鋼包內(nèi)加入多元合金絲，多元合金絲的化學組成及其質(zhì)量分數(shù)是:10.03% V, 1.57% N, 4.82% Ti, 2.57% Ca, 7.68% Zr, 3.02%Ce, 25.30% Si, 10.24% Cr, 2.85% K, 0.027% P, 0.019% S，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。多元合金絲加入量占鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分數(shù)的3.0%，多元合金絲直徑φ3.5η.ιηι。
[0024]②鋼水經(jīng)扒渣后，當溫度降至1435°C時，將其澆入高速旋轉(zhuǎn)的離心機上的鑄型內(nèi)，鋼水澆注完畢后，用非接觸式測溫儀測量高速鋼輥身I內(nèi)層溫度，當溫度為1238°C時，澆入輥芯2球墨鑄鐵鐵水，輥芯2球墨鑄鐵鐵水的化學組成及其質(zhì)量分數(shù)是:3.45% C，2.38%Si, 0.27% Mn, 0.29% Ni, 0.044% Mg, 0.026% RE, 0.15% Na, 0.009% S，0.031% P,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，球墨鑄鐵鐵水澆注溫度為1347°C。輥芯2球墨鑄鐵鐵水澆注完畢12h后，取出高速鋼復合軋輥進保溫爐。
[0025]③將高速鋼復合軋輥在鑄態(tài)下直接進行粗加工，然后在加熱爐中加熱至1070°C，加熱升溫速度為25°C /h,保溫3h后風冷，再以35°C /h的升溫速度加熱至550°C，保溫8h后，爐冷至150°C以下，空冷，最后將軋輥精加工至規(guī)定尺寸和精度。高速鋼復合軋輥力學性能見表I。
[0026]實施例2:
[0027]本發(fā)明耐磨鑄造高速鋼復合軋輥由輥身I耐磨高速鋼和輥芯2高強度球鐵通過離心鑄造復合而成。本發(fā)明耐磨鑄造高速鋼復合軋輥的制備工藝如下:
[0028]①分別在兩臺1000公斤中頻感應(yīng)電爐內(nèi)熔煉輥身I耐磨高速鋼和輥芯2高強度球鐵，其中輥身I耐磨高速鋼的冶煉工藝是:先將廢鋼、增碳劑、鉻鐵、鎢鐵、鑰鐵、釩鐵和鈮鐵混合加熱熔化，當鋼水溫度達到1588°C，取樣分析，當鋼水質(zhì)量分數(shù)達到2.18%C.5.94 % CrU.51 % W.6.45 % Mo,5.47 % VU.51 % Nb,0.70 % Si,0.42 % Mn,0.044 %P, 0.037% S，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)時，向鋼水中加入占爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分數(shù)0.8%的金屬鋁用于脫氧和合金化，保溫4分鐘后將鋼水出爐到鋼包，在鋼包底部預先放置了鎳鎂合金，鎳鎂合金的化學組成及其質(zhì)量分數(shù)是:70% Ni, 30% Mg，鎳鎂合金加入量占注入鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分數(shù)的0.35%，最后，通過喂絲機向鋼包內(nèi)加入多元合金絲，多元合金絲的化學組成及其質(zhì)量分數(shù)是:11.92% V, 1.98% N, 3.17% Ti, 3.86% Ca, 6.15% Zr, 4.85%Ce, 27.77% Si, 11.82% Cr, 3.93% K, 0.030% P, 0.017% S，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。多元合金絲加入量占鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分數(shù)的3.5%，多元合金絲直徑q>4.0mmr
[0029]②鋼水經(jīng)扒渣后，當溫度降至1456°C時，將其澆入高速旋轉(zhuǎn)的離心機上的鑄型內(nèi)，鋼水澆注完畢后，用非接觸式測溫儀測量高速鋼輥身I內(nèi)層溫度，當溫度為1281°C時，澆入輥芯2球墨鑄鐵鐵水，輥芯2球墨鑄鐵鐵水的化學組成及其質(zhì)量分數(shù)是:3.78% C，2.13%Si, 0.19% Mn, 0.34% Ni, 0.053% Mg, 0.038% RE, 0.097% Na, 0.011% S，0.028% P,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，球墨鑄鐵鐵水澆注溫度為1314°C。輥芯2球墨鑄鐵鐵水澆注完畢24h后，取出高速鋼復合軋輥進緩冷坑。
[0030]③將高速鋼復合軋輥在鑄態(tài)下直接進行粗加工，然后在加熱爐中加熱至1040°C，加熱升溫速度為15°C /h，保溫6h后風冷，再以25°C /h的升溫速度加熱至520°C，保溫12h后，爐冷至150°C以下，空冷，最后將軋輥精加工至規(guī)定尺寸和精度。高速鋼復合軋輥力學性能見表I。
[0031]實施例3:
[0032]本發(fā)明耐磨鑄造高速鋼復合軋輥由輥身I耐磨高速鋼和輥芯2高強度球鐵通過離心鑄造復合而成。本發(fā)明耐磨鑄造高速鋼復合軋輥的制備工藝如下:
[0033]①分別在兩臺750公斤中頻感應(yīng)電爐內(nèi)熔煉輥身I耐磨高速鋼和輥芯2高強度球鐵，其中輥身I耐磨高速鋼的冶煉工藝是:先將廢鋼、增碳劑、鉻鐵、鎢鐵、鑰鐵、釩鐵和鈮鐵混合加熱熔化，當鋼水溫度達到1583°C，取樣分析，當鋼水質(zhì)量分數(shù)達到1.96% C、5.28%CrU.91% W.5.94% Mo,5.07% VU.68% Nb,0.58% Si,0.37% Mn,0.041% P, 0.026% S，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)時，向鋼水中加入占爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分數(shù)0.65%的金屬鋁用于脫氧和合金化，保溫5分鐘后將鋼水出爐到鋼包，在鋼包底部預先放置了鎳鎂合金，鎳鎂合金的化學組成及其質(zhì)量分數(shù)是:70% Ni, 30% Mg,鎳鎂合金加入量占注入鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分數(shù)的0.40%,最后,通過喂絲機向鋼包內(nèi)加入多元合金絲，多元合金絲的化學組成及其質(zhì)量分數(shù)是:11.29% V, 1.80% N, 3.86% Ti, 2.90% Ca, 6.33% Zr, 3.92% Ce, 26.64%Si, 11.25% Cr, 2.08% K, 0.021% P, 0.013% S，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。多元合金絲加入量占鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分數(shù)的3.2%，多元合金絲直徑φ3_5ηιηι。
[0034]②鋼水經(jīng)扒渣后，當溫度降至1447°C時，將其澆入高速旋轉(zhuǎn)的離心機上的鑄型內(nèi)，鋼水澆注完畢后，用非接觸式測溫儀測量高速鋼輥身I內(nèi)層溫度，當溫度為1253°C時，澆入輥芯2球墨鑄鐵鐵水，輥芯2球墨鑄鐵鐵水的化學組成及其質(zhì)量分數(shù)是:3.59% C，2.24%Si, 0.33 % Mn, 0.21% Ni, 0.048 % Mg, 0.029 % RE, 0.127 % Na, 0.008 % S，0.029 % P,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，球墨鑄鐵鐵水澆注溫度為1330°C。輥芯2球墨鑄鐵鐵水澆注完畢18h后，取出高速鋼復合軋輥進緩冷坑。
[0035]③將高速鋼復合軋輥在鑄態(tài)下直接進行粗加工，然后在加熱爐中加熱至1050°C，加熱升溫速度為20°C /h，保溫5h后風冷，再以30°C /h的升溫速度加熱至540°C，保溫IOh后，爐冷至150°C以下，空冷，最后將軋輥精加工至規(guī)定尺寸和精度。高速鋼復合軋輥力學性能見表1。
[0036]表1高速鋼復合軋輥力學性能
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種耐磨鑄造高速鋼復合軋輥的制備方法，其特征在于，由輥身耐磨高速鋼和輥芯高強度球鐵通過離心鑄造復合而成，包括以下步驟: ①分別在兩臺中頻感應(yīng)電爐內(nèi)熔煉輥身耐磨高速鋼和輥芯高強度球鐵，其中輥身耐磨高速鋼的冶煉工藝是:先將廢鋼、增碳劑、鉻鐵、鎢鐵、鑰鐵、釩鐵和鈮鐵混合加熱熔化，當鋼水溫度達到1570?1590°C，取樣分析，當鋼水質(zhì)量分數(shù)達到1.8?2.2% C、4.5?6.0%CrU.5 ?2.2% W、5.5 ?6.5% Mo,4.8 ?5.6% V、l.5 ?1.8% Nb、〈l.0% S1、〈0.6% Mn,<0.05% P, <0.04% S，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)時，向鋼水中加入占爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分數(shù)0.5?0.8%的金屬鋁用于脫氧和合金化，保溫4?6分鐘后將鋼水出爐到鋼包，在鋼包底部預先放置了鎳鎂合金，鎳鎂合金加入量占注入鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分數(shù)的0.35?0.50% ；最后，通過喂絲機向鋼包內(nèi)加入多元合金絲，多元合金絲加入量占鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分數(shù)的3.0?3.5%,多元合金絲直徑(p3.5mm~(p4.0mm; ②鋼水經(jīng)扒渣后，當溫度降至1430?1460°C時，將其澆入高速旋轉(zhuǎn)的離心機上的鑄型內(nèi)，鋼水澆注完畢后，用非接觸式測溫儀測量高速鋼輥身內(nèi)層溫度，當溫度為1210?1290°C時，澆入輥芯球墨鑄鐵鐵水，輥芯球墨鑄鐵鐵水的化學組成及其質(zhì)量分數(shù)是:3.4?3.8% C，2.1 ?2.4% Si, 0.10 ?0.35% Mn, 0.20 ?0.35% Ni, 0.04 ?0.06% Mg, 0.02 ?0.04% RE，0.09?0.15% Na, S<0.02% , P<0.04%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，球墨鑄鐵鐵水澆注溫度為1310?1350°C，輥芯球墨鑄鐵鐵水澆注完畢12?24h后，取出高速鋼復合軋輥進保溫爐或緩冷坑； ③將高速鋼復合軋輥在鑄態(tài)下直接進行粗加工，然后在加熱爐中加熱至1040?10700C，加熱升溫速度為15?25°C /h,保溫3?6h后風冷，再以25?35°C /h的升溫速度加熱至520?550°C，保溫8?12h后，爐冷至150°C以下，空冷，最后將軋輥精加工至規(guī)定尺寸和精度。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，鎳鎂合金的化學組成及其質(zhì)量分數(shù)是:70?85% Ni, 15 ?30% Mg。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，多元合金絲的化學組成及其質(zhì)量分數(shù)是:10?12 % V, 1.5 ?2.0 % N, 3 ?5 % Ti, 2.5 ?4.0 % Ca, 6 ?8 % Zr, 3 ?5 % Ce, 25 ?28 %Si, 10?12% Cr, 2?4% K，〈0.04% P,〈0.03% S，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
4.按照權(quán)利要求1-3的任一方法制備得到的耐磨鑄造高速鋼復合軋輥。
【文檔編號】B21B27/02GK104001905SQ201410267070
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】徐繼亮, 符寒光 申請人:棗莊瑞興機械制造有限公司