多輥軋機(jī)中間輥及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種多輥軋機(jī)中間輥及其制造方法，尤其涉及一種能夠滿足森吉米爾 軋機(jī)要求的多輥軋機(jī)中間輥及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)內(nèi)森吉米爾軋機(jī)、S6軋機(jī)以及其它類型的多輥軋機(jī)的不斷增加，以森吉米 爾中間輥為代表的小直徑多輥軋機(jī)中間輥的需求量也越來(lái)越大。
[0003] 中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101956145A公開了一種半高速鋼冷軋中間輥及其制造方法，該 冷軋中間輥的化學(xué)組分及重量百分含量為：C0. 50~0. 90% ;SiO. 5~2. 00% ;MnO. 20~ 1. 00% ;Cr4. 50 ~6. 00% ;M〇0. 50 ~2. 00% ;V0. 20 ~1. 00% ;Ni 彡 0. 80% ;S 彡 0. 025% ; P < 0. 025% ;其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。該冷軋輥的制造方法包括制作冷軋輥鋼坯、粗 車和調(diào)質(zhì)處理、淬火熱處理以及回火處理。其中淬火保溫溫度為940~1000°C，回火保溫溫 度為450~550°C，保溫時(shí)間為30h~120h。
[0004] 該中間輥屬于應(yīng)用在六輥軋機(jī)上的大直徑中間輥，其基體硬度一般低于80HSD，耐 磨性能和抗事故性能均不佳，無(wú)法滿足對(duì)抗事故性能和耐磨性能要求較高的森吉米爾軋機(jī) 中間輥的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的之一在于解決上述問(wèn)題，提供一種具有較高的耐磨性能以及較好的 抗事故性能、從而能夠滿足森吉米爾軋機(jī)要求的多輥軋機(jī)中間輥。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述多輥軋機(jī)中間輥的制造方法。
[0007] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的之一的技術(shù)方案是：一種多輥軋機(jī)中間輥，其化學(xué)成分及重量百 分比如下：碳 〇· 80 ~0· 90%、硅 0· 60 ~L 00%、錳 0· 40 ~0· 60%、鉻 7. 00 ~8. 00%、鉬 L 80 ~ 2. 20%、釩0. 40~0. 70%、磷< 0. 025%、硫< 0. 010%、其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
[0008] 進(jìn)一步地，鉻優(yōu)選為7. 20~7. 80%，鉬優(yōu)選為1. 90~2. 10%。
[0009] 更進(jìn)一步地，鉻更優(yōu)選為7. 50%，鉬更優(yōu)選為2. 00%。
[0010] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明另一目的的技術(shù)方案是：上述多輥軋機(jī)中間輥的制造方法，包括按照 化學(xué)成分及重量百分比冶煉和鍛造輥坯、預(yù)備熱處理以及最終熱處理。
[0011] 常規(guī)的中間輥預(yù)備熱處理方法為880~930°C的調(diào)質(zhì)淬火處理或者1070°C的正火 處理。前者主要是改善晶粒大小并達(dá)到合適的機(jī)械加工硬度，但是由于加熱溫度較低，大塊 碳化物無(wú)法充分溶解，后期的最終熱處理將無(wú)法發(fā)揮材料最高的綜合性能；后者加熱溫度 高，能夠充分溶解組織間的合金碳化物，為最終熱處理均勻組織做好準(zhǔn)備，但是加熱時(shí)間需 要精確控制，在如此高的溫度下容易產(chǎn)生粗晶現(xiàn)象，且正火后組織硬度較高，不利于中間工 序的機(jī)械加工。本發(fā)明通過(guò)細(xì)致復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，最終確定采用960~980°C的調(diào)質(zhì)淬火處理， 以保證獲得細(xì)小的晶粒；同時(shí)，適當(dāng)延長(zhǎng)淬火保溫時(shí)間，促使合金碳化物充分溶解，奧化轉(zhuǎn) 變更為充分。
[0012] 油冷獲得的組織是以粒狀貝氏體為主的顯微組織，該類組織韌性較差，在冷卻過(guò) 程中組織轉(zhuǎn)變應(yīng)力及冷熱應(yīng)力的影響下，容易在尖銳倒角處或者組織較差處形成裂紋源， 導(dǎo)致產(chǎn)品開裂。因此，為了降低因冷卻產(chǎn)生的復(fù)雜應(yīng)力影響，避免產(chǎn)品在工序生產(chǎn)中開裂， 本發(fā)明在整個(gè)加熱冷卻過(guò)程中需要控制產(chǎn)品芯部及表面的溫度差。具體而言是：首先，采用 分段控溫式臺(tái)式爐，通過(guò)精確的在線電腦控溫，使得產(chǎn)品表面溫度差< 3°c ;其次，在冷卻前 空冷1~2min (視產(chǎn)品直徑而定)，降低表面溫度，控制產(chǎn)品和冷卻液之間的溫度差，從減緩 了冷卻速率，降低了應(yīng)力值；再次，將冷卻好的產(chǎn)品及時(shí)轉(zhuǎn)入200~400°C等溫加熱爐，避免 因溫度降低而導(dǎo)致組織進(jìn)一步轉(zhuǎn)變；最后，緩慢升溫至回火溫度600~630°C，按照工藝時(shí) 間保溫后出爐。
[0013] 最終熱處理是為了獲得低應(yīng)力狀態(tài)下的高硬度馬氏體組織，殘余奧氏體必須控制 在5%以內(nèi)。本發(fā)明通過(guò)細(xì)致復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，最終確定最終熱處理的工藝如下：米用保護(hù)氣氛 加熱爐進(jìn)行整體淬火處理，溫度為1020~1070°C ;然后進(jìn)行冷處理，溫度為-75°C ;最后進(jìn) 行回火處理，溫度為500~550°C，且進(jìn)行2~4次回火。根據(jù)上述方法，避免了因殘奧過(guò)于 穩(wěn)定而無(wú)法充分轉(zhuǎn)變的情況，同時(shí)通過(guò)多次的回火及除應(yīng)力，使得產(chǎn)品工序應(yīng)力和成品應(yīng) 力降低為150MPa以內(nèi)，殘奧量基本控制在3%以內(nèi)，確保產(chǎn)品在客戶使用過(guò)程中不變形、抗 事故。
[0014] 本發(fā)明具有的積極效果：本發(fā)明重新設(shè)計(jì)配比Cr、Mo等強(qiáng)碳化合物元素的含量， 同時(shí)結(jié)合相應(yīng)的熱處理工藝，可以制造基體硬度為87~90HSD、單位mm軋制量較高、磨損率 較低的多輥軋機(jī)中間輥。此種中間輥具有較高的耐磨性能以及較好的抗事故性能，能夠滿 足森吉米爾軋機(jī)的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0015] (實(shí)施例1) 本實(shí)施例的多輥軋機(jī)中間輥的化學(xué)成分及重量百分比如下：碳〇. 85%、硅0. 80%、錳 0. 50%、鉻7. 50%、鉬2. 00%、釩0. 50%、磷0. 015%、硫0. 005%、其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
[0016] 本實(shí)施例的多輥軋機(jī)中間輥的制造方法如下： ①按照化學(xué)成分及重量百分比冶煉和鍛造輥坯。
[0017] ②預(yù)備熱處理：先在970°C的溫度下進(jìn)行調(diào)質(zhì)淬火處理，然后先空冷1~2min再 油冷，接著轉(zhuǎn)入300°C等溫加熱爐，最后在615°C的溫度下進(jìn)行回火處理。
[0018] ③最終熱處理：先在保護(hù)氣氛加熱爐中加熱到1050°C進(jìn)行整體淬火處理，然后 在_75°C的溫度下進(jìn)行冷處理，最后在530°C的溫度下進(jìn)行回火處理，回火處理重復(fù)3次，總 時(shí)間約90h。
[0019] 本實(shí)施例的多輥軋機(jī)中間輥的相關(guān)性能參數(shù)見(jiàn)表1。
[0020] (實(shí)施例2~實(shí)施例5) 各實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處見(jiàn)表1。
[0021] 表 1
[0022](對(duì)比例I)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多輥軋機(jī)中間輥，其特征在于：其化學(xué)成分及重量百分比如下：碳0.80~ 0· 90%、硅 0· 60 ~L 00%、錳 0· 40 ~0· 60%、鉻 7. 00 ~8. 00%、鉬 L 80 ~2. 20%、釩 0· 40 ~ 0. 70%、磷< 0. 025%、硫< 0. 010%、其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多輥軋機(jī)中間輥，其特征在于：其化學(xué)成分及重量百分比如 下：碳 0· 80 ~0· 90%、硅 0· 60 ~L 00%、錳 0· 40 ~0· 60%、鉻 7. 20 ~7. 80%、鉬 L 90 ~2. 10%、 釩0. 40~0. 70%、磷< 0. 025%、硫< 0. 010%、其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多輥軋機(jī)中間輥，其特征在于：其化學(xué)成分及重量百分比如 下：碳 0· 80 ~0· 90%、硅 0· 60 ~L 00%、錳 0· 40 ~0· 60%、鉻 7. 50%、鉬 2. 00%、釩 0· 40 ~ 0. 70%、磷< 0. 025%、硫< 0. 010%、其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
4. 權(quán)利要求1至3之一所述的多輥軋機(jī)中間輥的制造方法，包括按照化學(xué)成分及重量 百分比冶煉和鍛造輥坯、預(yù)備熱處理以及最終熱處理；其特征在于： 所述預(yù)備熱處理包括先在960~980°C的溫度下進(jìn)行調(diào)質(zhì)淬火處理，然后先空冷1~ 2min再油冷，接著轉(zhuǎn)入200~400°C等溫加熱爐，最后在600~630°C的溫度下進(jìn)行回火處 理； 所述最終熱處理包括先在1020~1070°C的溫度下進(jìn)行整體淬火處理，然后在-75°C的 溫度下進(jìn)行冷處理，最后在500~550°C的溫度下進(jìn)行回火處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多輥軋機(jī)中間輥的制造方法，其特征在于：最終熱處理的回 火處理為2~4次。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多輥軋機(jī)中間輥及其制造方法，其化學(xué)成分及重量百分比如下：碳0.80～0.90%、硅0.60～1.00%、錳0.40～0.60%、鉻7.00～8.00%、鉬1.80～2.20%、釩0.40～0.70%、磷≤0.025%、硫≤0.010%、其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。其制造方法包括冶煉和鍛造輥坯、預(yù)備熱處理以及最終熱處理；其中預(yù)備熱處理采用960～980℃的調(diào)質(zhì)淬火處理和600～630℃的回火處理；最終熱處理采用1020～1070℃的整體淬火處理、-75℃的冷處理以及500～550℃的回火處理。本發(fā)明的多輥軋機(jī)中間輥具有較高的耐磨性能以及較好的抗事故性能，能夠滿足森吉米爾軋機(jī)的要求。
【IPC分類】B21B27-00, C22C38-24, C21D1-18, C21D9-38
【公開號(hào)】CN104646422
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510048820
【發(fā)明人】許強(qiáng), 胡現(xiàn)龍, 孫菲菲, 陳偉, 張青, 丁輝
【申請(qǐng)人】寶鋼軋輥科技有限責(zé)任公司
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年1月30日