專利名稱：一種離心鑄造高速鋼軋輥制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種冶金軋輥制造方法，特別涉及一種離心鑄造高速鋼軋輥制造方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是，離心鑄造制造高速鋼軋輥，包括軋輥輥身和軋輥輥芯的熔煉、離心鑄造、沖芯、軋輥粗加工、軋輥熱處理和軋輥精加工，其特點(diǎn)是①軋輥輥身采用高碳高鎢高速鋼，由電爐熔煉，輥芯采用鑄鐵，由電爐或沖天爐熔煉；軋輥輥身的鋼水出爐溫度為1500℃～1680℃，輥芯鐵水的出爐溫度為1350℃～1550℃；②軋輥輥身高速鋼鋼水的澆注溫度為1380℃～1480℃，澆注速度21kg/s；輥芯鐵水的澆注溫度為1300℃～1460℃，澆注速度10kg/s～40kg/s，使軋輥輥身和輥芯澆注成型；③首先將軋輥輥身鋼水澆入到具有一定旋轉(zhuǎn)速度的離心機(jī)鑄型內(nèi)，澆注高速鋼軋輥輥身的鑄型采用雙層涂料，底層為隔熱層，面層為耐火層，鑄型噴涂料時(shí)預(yù)熱到140℃～280℃，鑄型噴完涂料后，再加熱到200℃～320℃，消除涂料中的水分，然后將鑄型裝到離心機(jī)上，澆注時(shí)鑄型溫度不低于120℃；輥芯鑄鐵在靜態(tài)下澆注；④軋輥鑄造后保溫至＜100℃取出軋輥，經(jīng)機(jī)械粗加工后進(jìn)行淬火和回火熱處理，熱處理后再由機(jī)械進(jìn)行精加工。
上述軋輥輥身采用的高碳高鎢高速鋼成分是(重量％)2.0～3.2C，15.0～22.0W，3.0～10.0V，2.0～8.0Mo，8.0～18.0Cr，0.2～1.0Ni，Si＜1.5，Mn＜1.5，0.03～0.25Y，0.03～0.30K，S＜0.04，P＜0.04，其余為Fe；而且滿足以下(1)式和(2)式要求C％＝0.060Cr％+0.063Mo％+0.033W％+0.235V％ (1)W當(dāng)量＝W+2Mo＞20 (2)上述軋輥輥芯材料是球墨鑄鐵或高強(qiáng)度灰鑄鐵。
在軋輥輥身鋼水離心澆注和凝固過程中，加入磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.03T～0.20T電磁場。
軋輥輥身鋼水澆完后，在軋輥輥身內(nèi)表面加入保護(hù)劑，保護(hù)劑加入量為2.0kg/m2～6.0kg/m2，選用的保護(hù)劑為玻璃渣。
所述雙層涂料的隔熱層的厚度為0.5mm～1.2mm，耐火層的厚度為0.5mm～1.5mm，涂料總厚度1.0mm～2.5mm。
所述離心機(jī)澆注可以采用立式離心機(jī)，也可以采用臥式離心機(jī)澆注。
當(dāng)采用立式離心機(jī)澆注時(shí)，首先澆注高速鋼軋輥輥身，鑄型重力倍數(shù)65～120，澆注速度5kg/s～30kg/s，鋼水澆注完后立即加入保護(hù)劑保護(hù)，防止輥身內(nèi)表面氧化；澆注完凝固一段時(shí)間后再澆注輥芯部分，輥芯澆注速度8kg/s～30kg/s，輥身澆注后至澆注輥芯的間隔時(shí)間(t)按以下(3)式確定t＝(0.05～0.22)δ (3)式中，t——間隔時(shí)間，min；δ——輥身厚度，mm當(dāng)采用臥式離心機(jī)澆注時(shí)，先澆注高速鋼輥身，輥身澆注時(shí)的鑄型重力倍數(shù)65～120，澆注速度5～30kg/s，鋼水澆注完后，在離心機(jī)同等轉(zhuǎn)數(shù)下，加入保護(hù)劑，防止輥身內(nèi)表面氧化；澆注完凝固一段時(shí)間后停機(jī)，其時(shí)間(t)按以下(4)式確定；t＝(0.10～0.35)δ (4)式中，t——離心凝固時(shí)間，min；δ——輥身厚度，mm；停機(jī)后，將鑄型連同鑄件作為鑄型體，豎立置于鑄造底座上，加裝鑄造冒口等完成合箱，進(jìn)行靜態(tài)澆注輥芯部分，輥芯澆注速度10～40kg/s。
所述高速鋼軋輥淬火熱處理用電爐或鹽浴爐加熱，加熱溫度1020℃～1200℃，保溫時(shí)間按以下(5)式確定，隨后噴霧冷卻軋輥；t＝(1.2～3.0)δ+40(5)式中，t——淬火保溫時(shí)間，min；δ——高速鋼軋輥輥身厚度，mm；高速鋼軋輥淬火加熱時(shí)，輥徑用隔熱材料保護(hù)。
所述高速鋼軋輥回火熱處理用電爐加熱，加熱溫度510℃～580℃，保溫時(shí)間按以下(6)式確定，隨后空冷軋輥，相同工藝下回火兩次；t＝(2.0～4.5)δ+150(6)式中，t——回火保溫時(shí)間，min；δ——高速鋼軋輥輥身厚度，mm。
本發(fā)明高速鋼軋輥與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn)①通過調(diào)整高速鋼軋輥化學(xué)成分，增加W含量，使高速鋼軋輥的紅硬性和耐磨性大幅度提高。同時(shí)在高速鋼中加入含K的釔基稀土合金進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理，細(xì)化高速鋼軋輥組織，改善高速鋼軋輥中碳化物的形態(tài)和分布，提高高速鋼軋輥的力學(xué)性能，特別是提高沖擊韌性和斷裂韌性。本發(fā)明高速鋼軋輥與普通高速鋼軋輥性能對比見表1。表1本發(fā)明高速鋼軋輥與普通高速鋼軋輥性能對比
②本發(fā)明離心鑄造高速鋼軋輥時(shí)加入電磁場，可以抑制元素的重力偏析，因?yàn)殡姶帕Φ那邢蚍至繙p小了金屬熔體的周向運(yùn)動速度，從而減緩了原子簇團(tuán)的徑向運(yùn)動。
③本發(fā)明在澆注高速鋼軋輥時(shí)，鑄型采用雙層涂料，底層為隔熱層，面層為耐火層，底層隔熱層厚度0.5mm～1.2mm，面層耐火層厚度0.5mm～1.5mm，涂料總厚度1.0mm～2.5mm，可以防止高速鋼軋輥出現(xiàn)鑄造裂紋。
④用本發(fā)明制造高速鋼軋輥生產(chǎn)工藝簡單，操作方便，軋輥中含有25％～40％的高硬度共晶碳化物，基體組織中含有較多的W，具有很好的紅硬性和高溫耐磨性，本發(fā)明高速鋼軋輥具有很好的使用效果，應(yīng)用于熱軋帶鋼軋機(jī)的精軋機(jī)組上，本發(fā)明高速鋼軋輥的軋鋼量為1330t/mm～1710t/mm，普通高速鋼軋輥的軋鋼量為1050t/mm。四具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述依本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的離心鑄造高速鋼軋輥制造方法，包括軋輥輥身和軋輥輥芯的熔煉、離心鑄造、沖芯、軋輥粗加工、軋輥熱處理和軋輥精加工。高速鋼軋輥的輥身采用高碳高鎢高速鋼，輥芯采用高強(qiáng)度灰鑄鐵或球墨鑄鐵，通過離心復(fù)合鑄造而成。
本發(fā)明采用高碳高鎢高速鋼制造軋輥外層(以下簡稱輥身)，軋輥芯部(以下簡稱輥芯)使用高強(qiáng)度灰鑄鐵或球墨鑄鐵，高速鋼輥身在離心鑄造下成形，輥芯鑄鐵在靜態(tài)下澆注。輥身高碳高鎢高速鋼用電爐熔煉，輥芯鑄鐵用電爐或沖天爐熔煉。其主要特點(diǎn)是輥身高速鋼中含有較高的C、W和V。提高C含量，可以增加高速鋼軋輥輥身組織中碳化物數(shù)量，提高高速鋼軋輥耐磨性；提高W含量，W一部分形成碳化物，一部分溶于基體，提高基體高溫硬度，提高高速鋼軋輥高溫耐磨性；提高V含量，目的是為了獲得高硬度的V碳化物，提高軋輥耐磨性。提高高速鋼軋輥中的W含量，由于W元素密度大，V元素密度小，離心力作用下極易偏析，導(dǎo)致軋輥輥身成分和組織不均勻，降低軋輥耐磨性。在高速鋼軋輥輥身澆注和凝固過程中，在鑄型中加入電磁場對輥身鋼水進(jìn)行攪拌處理，可消除元素偏析，提高組織均勻性，改善軋輥使用性能。另外，高速鋼脆性大，高溫塑性低，離心鑄造高速鋼軋輥極易出現(xiàn)裂紋，鑄型涂料使用雙層涂料，底層為隔熱層，面層為耐火層，涂料總厚度1.0mm～2.5mm，可獲得無裂紋，外觀光潔的高速鋼軋輥。為細(xì)化高速鋼軋輥組織，改善高速鋼軋輥中碳化物的形態(tài)和分布，提高高速鋼軋輥性能，在高速鋼中還加入適量含K的釔基稀土合金。
高速鋼軋輥的輥身化學(xué)成分是(重量％)2.0～3.2C，15.0～22.0W，3.0～10.0V，2.0～8.0Mo，8.0～1 8.0Cr，0.2～1.0Ni，Si＜1.5，Mn＜1.5，0.03～0.25Y，0.03～0.30K，S＜0.04，P＜0.04，其余為Fe。而且要滿足以下(1)式和(2)式要求C％＝0.060Cr％+0.063Mo％+0.033W％+0.235V％ (1)W當(dāng)量＝W+2Mo＞20(2)高速鋼軋輥采用立式或臥式離心機(jī)鑄造。高速鋼軋輥輥身澆注和凝固過程中，在鑄型中加入電磁場，電磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.03T～0.20T。離心鑄造高速鋼時(shí)加入電磁場，可以抑制元素的重力偏析，因?yàn)殡姶帕Φ那邢蚍至繙p小了金屬熔體的周向運(yùn)動速度，從而減緩了原子簇團(tuán)的徑向運(yùn)動。磁感應(yīng)強(qiáng)度過小，電磁力小，不能抑制元素的偏析。由于固液界面前沿附近金屬熔體重力倍數(shù)隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大而下降，磁感應(yīng)強(qiáng)度過大，金屬熔體的實(shí)際重力系數(shù)將低于獲得致密鑄件所必須的重力系數(shù)，導(dǎo)致高速鋼軋輥工作層產(chǎn)生疏松。電磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度控制在0.03T～0.20T，既可消除離心鑄造高速鋼軋輥的元素偏析，還可保證高速鋼軋輥在離心鑄造條件下獲得致密的組織。高速鋼軋輥中共晶碳化物數(shù)量多，高溫塑性差，離心鑄造中極易產(chǎn)生鑄造裂紋，鑄型涂料厚度薄、激冷強(qiáng)也是產(chǎn)生裂紋的主要原因。但鑄型涂料厚度過厚，涂料層易發(fā)生開裂和剝落，澆注高速鋼軋輥輥身的鑄型采用雙層涂料，底層為隔熱層，面層為耐火層，底層隔熱層厚度0.5mm～1.2mm，面層耐火層厚度0.5mm～1.5mm，涂料總厚度1.0mm～2.5mm，可以防止出現(xiàn)鑄造裂紋。此外，鑄型噴涂料時(shí)必須預(yù)熱到140℃～280℃，確保涂料與鑄型結(jié)合牢靠。鑄型噴完涂料后，再加熱到200℃～320℃，消除涂料中的水分，防止?jié)沧④堓仌r(shí)產(chǎn)生氣孔。然后將鑄型裝到離心機(jī)上，澆注時(shí)鑄型溫度不低于120℃。
采用立式離心機(jī)澆注高速鋼軋輥時(shí)，首先澆注高速鋼軋輥輥身，輥身澆注溫度1380℃～1480℃，鑄型重力倍數(shù)65～120，澆注速度5kg/s～30kg/s，鋼水澆注完后立即加入保護(hù)劑保護(hù)，防止輥身內(nèi)表面氧化，保護(hù)劑加入量2.0kg/m2～6.0kg/m2，選用的保護(hù)劑為玻璃渣。澆注完凝固一段時(shí)間后再澆注輥芯部分，輥芯采用高強(qiáng)度灰鑄鐵或球墨鑄鐵，使輥身和輥芯冶金結(jié)合，輥芯澆注溫度1300℃～1460℃，澆注速度8kg/s～30kg/s，輥身澆注后至澆注輥芯的間隔時(shí)間(t)按下面(3)式確定。
t＝(0.05～0.22)δ (3)式中，t——間隔時(shí)間，min；δ——輥身厚度，mm。
高速鋼軋輥鑄造后保溫至＜100℃取出軋輥，粗加工后進(jìn)行熱處理。
高速鋼軋輥離心鑄造時(shí)，也可以在臥式離心機(jī)上澆注高速鋼輥身，輥身澆注溫度1380℃～1480℃，鑄型重力倍數(shù)65～120，澆注速度5kg/s～30kg/s，鋼水澆注完后，在離心機(jī)同等轉(zhuǎn)數(shù)下，加入保護(hù)劑，防止輥身內(nèi)表面氧化，保護(hù)劑加入量2.0kg/m2～6.0kg/m2，選用的保護(hù)劑為玻璃渣。澆注完凝固一段時(shí)間后停機(jī)，其時(shí)間(t)按下面(4)式確定。
t＝(0.10～0.35)δ (4)式中，t——離心凝固時(shí)間，min；δ——輥身厚度，mm。
停機(jī)后，將鑄型連同鑄件作為鑄型體，豎立置于鑄造底座上，加裝鑄造冒口等完成合箱，進(jìn)行靜態(tài)澆注輥芯部分。輥芯澆注溫度1300℃～1460℃，澆注速度10kg/s～40kg/s。高速鋼軋輥鑄造后保溫至＜100℃取出軋輥，粗加工后進(jìn)行熱處理。
高速鋼軋輥淬火熱處理用電爐或鹽浴爐加熱，加熱溫度1020℃～1200℃，保溫時(shí)間按下面(5)式確定，隨后噴霧冷卻軋輥。
t＝(1.2～3.0)δ+40 (5)式中，t——淬火保溫時(shí)間，min；δ——高速鋼軋輥輥身厚度，mm。
高速鋼軋輥淬火加熱時(shí)，輥徑用隔熱材料保護(hù)。
高速鋼軋輥回火熱處理用電爐加熱，加熱溫度510℃～580℃，保溫時(shí)間按下面(6)式確定，隨后空冷軋輥，相同工藝下回火兩次。
t＝(2.0～4.5)δ+150 (6)式中，t——回火保溫時(shí)間，min；δ——高速鋼軋輥輥身厚度，mm。
高速鋼軋輥回火處理后進(jìn)行精加工。
以下是發(fā)明人給出的實(shí)施例。
實(shí)施例1本實(shí)施例高速鋼軋輥采用立式離心機(jī)鑄造，軋輥輥身采用高C高W高速鋼，輥芯采用球墨鑄鐵，輥身用500kg中頻感應(yīng)電爐熔煉，輥芯用3t沖天爐熔化，用1t中頻爐調(diào)整成分和溫度，輥芯用稀土鎂合金進(jìn)行球化處理。軋輥化學(xué)成分見表2。表2高速鋼軋輥化學(xué)成分
高速鋼軋輥輥身澆注和凝固過程中，在鑄型中加入電磁場，電磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.08T。離心鑄造高速鋼軋輥時(shí)加入電磁場，可以抑制元素的重力偏析，因?yàn)殡姶帕Φ那邢蚍至繙p小了金屬熔體的周向運(yùn)動速度，從而減緩了原子簇團(tuán)的徑向運(yùn)動。高速鋼軋輥離心鑄造時(shí)極易產(chǎn)生鑄造裂紋，鑄型涂料厚度薄、激冷強(qiáng)是產(chǎn)生裂紋的主要原因。但鑄型涂料厚度過厚，涂料層易發(fā)生開裂和剝落，澆注高速鋼軋輥的鑄型采用雙層涂料，底層為隔熱層，面層為耐火層，底層隔熱層厚度0.7mm，面層耐火層厚度0.9mm，涂料總厚度1.6mm，可以防止出現(xiàn)鑄造裂紋。此外，鑄型預(yù)熱到220℃噴涂料，鑄型噴完涂料后，再加熱到280℃，消除涂料中的水分，可以防止?jié)沧④堓仌r(shí)產(chǎn)生氣孔。然后將鑄型安裝到離心機(jī)上，澆注時(shí)鑄型溫度155℃。
首先澆注高速鋼軋輥輥身，輥身澆注溫度1420℃，鑄型重力倍數(shù)86，澆注速度18kg/s，鋼水澆注完后立即加入保護(hù)劑保護(hù)，防止輥身內(nèi)表面氧化，保護(hù)劑加入量3.2kg/m2，選用的保護(hù)劑為玻璃渣。高速鋼軋輥外徑φ340mm，輥身澆注厚度65mm，澆注完凝固12min后澆注輥芯，輥芯澆注溫度1360℃，澆注速度21kg/s。軋輥鑄造后保溫至＜100℃取出軋輥，經(jīng)機(jī)械粗加工后進(jìn)行熱處理。
高速鋼軋輥淬火熱處理用電爐加熱，加熱溫度1080℃，保溫時(shí)間3h，隨后噴霧冷卻軋輥。高速鋼軋輥淬火加熱時(shí)，輥徑用隔熱材料保護(hù)。
高速鋼軋輥回火熱處理用電爐加熱，加熱溫度570℃，保溫時(shí)間6h，隨后空冷軋輥，相同工藝下回火兩次。高速鋼軋輥回火處理后再由機(jī)械進(jìn)行精加工。
本發(fā)明高速鋼軋輥成分均勻、無偏析，組織致密、細(xì)小，各項(xiàng)性能明顯優(yōu)于普通高速鋼軋輥。本發(fā)明高速鋼軋輥的性能如下硬度66.7HRC，600℃紅硬性63.1HRC，σb873.7MPa，K1c41.6MPa.m1/2，αk12.5J/cm2，600℃磨損體積38.6mm3.mm-2。
高速鋼軋輥在熱軋帶鋼軋機(jī)精軋機(jī)組上使用，帶鋼寬度600mm，帶鋼厚度3.2mm，本發(fā)明高速鋼軋輥的軋鋼量為1530t/mm，普通高速鋼的軋鋼量為1050t/mm。
實(shí)施例2本實(shí)施例高速鋼軋輥采用臥式離心機(jī)鑄造，軋輥輥身采用高C高W高速鋼，輥芯采用高強(qiáng)度灰鑄鐵，輥身用500kg中頻感應(yīng)電爐熔煉，輥芯用3t沖天爐熔煉。軋輥化學(xué)成分見表3。表3高速鋼軋輥化學(xué)成分
高速鋼軋輥輥身澆注和凝固過程中，在鑄型中加入電磁場，電磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.10T。離心鑄造高速鋼軋輥時(shí)加入電磁場，可以抑制元素的重力偏析，因?yàn)殡姶帕Φ那邢蚍至繙p小了金屬熔體的周向運(yùn)動速度，從而減緩了原子簇團(tuán)的徑向運(yùn)動。高速鋼軋輥離心鑄造中極易產(chǎn)生鑄造裂紋，鑄型涂料厚度薄、激冷強(qiáng)是產(chǎn)生裂紋的主要原因。但鑄型涂料厚度過厚，涂料層易發(fā)生起皮和開裂，澆注高速鋼軋輥的鑄型采用雙層涂料，底層為隔熱層，面層為耐火層，底層隔熱層厚度1.0mm，面層耐火層厚度0.7mm，涂料總厚度1.7mm，可以防止出現(xiàn)鑄造裂紋。鑄型預(yù)熱到190℃噴涂料，確保涂料與鑄型結(jié)合牢靠。鑄型噴完涂料后，再加熱到270℃，消除涂料中的水分，防止?jié)沧④堓仌r(shí)產(chǎn)生氣孔。然后將鑄型安裝到離心機(jī)上，澆注時(shí)鑄型溫度170℃。
高速鋼軋輥離心鑄造時(shí)，在臥式離心機(jī)上澆注高速鋼輥身，輥身澆注溫度1430℃，鑄型重力倍數(shù)95，澆注速度20kg/s，鋼水澆注完后，在離心機(jī)同等轉(zhuǎn)數(shù)下，加入保護(hù)劑，防止輥身內(nèi)表面氧化，保護(hù)劑加入量3.5kg/m2，選用的保護(hù)劑為玻璃渣。高速鋼軋輥外徑φ340mm，輥身澆注厚度65mm，輥身澆注完凝固18min后停機(jī)。停機(jī)后，將鑄型連同鑄件作為鑄型體，豎立置于鑄造底座上，加裝鑄造冒口等完成合箱，進(jìn)行靜態(tài)澆注輥芯部分。輥芯澆注溫度1420℃，澆注速度為25kg/s。鑄造后保溫至＜100℃取出軋輥，經(jīng)機(jī)械粗加工后進(jìn)行熱處理。
高速鋼軋輥淬火熱處理用電爐加熱，加熱溫度1090℃，保溫時(shí)間3h，隨后噴霧冷卻軋輥。高速鋼軋輥淬火加熱時(shí)，輥徑用隔熱材料保護(hù)。
高速鋼軋輥回火熱處理用電爐加熱，加熱溫度565℃，保溫時(shí)間6h，隨后空冷軋輥，相同工藝下回火兩次。高速鋼軋輥回火處理后再由機(jī)械進(jìn)行精加工。
本發(fā)明高速鋼軋輥成分均勻、無偏析，組織致密、細(xì)小，各項(xiàng)性能明顯優(yōu)于普通高速鋼軋輥。本發(fā)明高速鋼軋輥的性能如下硬度67.1HRC，600℃紅硬性63.6HRC，σb882.5MPa，K1c40.9MPa·m1/2，αk11.8J/cm2，600℃磨損體積36.7mm3.mm-2。
高速鋼軋輥在熱軋帶鋼軋機(jī)精軋機(jī)組上使用，帶鋼寬度600mm，帶鋼厚度3.2mm，本發(fā)明高速鋼軋輥的軋鋼量為1660t/mm，普通高速鋼的軋鋼量為1050t/mm。
權(quán)利要求
1.一種離心鑄造高速鋼軋輥制造方法，包括軋輥輥身和軋輥輥芯的熔煉、離心鑄造、沖芯、軋輥粗加工、軋輥熱處理和軋輥精加工，其特征在于①軋輥輥身采用高碳高鎢高速鋼，由電爐熔煉，輥芯采用鑄鐵，由電爐或沖天爐熔煉；軋輥輥身的鋼水出爐溫度為1500℃～1680℃，輥芯鐵水的出爐溫度為1350℃～1550℃；②軋輥輥身鋼水的澆注溫度為1380℃～1480℃，澆注速度21kg/s；輥芯鐵水的澆注溫度為1300℃～1460℃，澆注速度10kg/s～40kg/s，使軋輥輥身和輥芯澆注成型；③將軋輥輥身鋼水澆入到具有一定旋轉(zhuǎn)速度的離心機(jī)鑄型內(nèi)，澆注高速鋼軋輥輥身的鑄型采用雙層涂料，底層為隔熱層，面層為耐火層，鑄型噴涂料時(shí)預(yù)熱到140℃～280℃，鑄型噴完涂料后，再加熱到200℃～320℃，消除涂料中的水分，然后將鑄型裝到離心機(jī)上，澆注時(shí)鑄型溫度不低于120℃；輥芯鑄鐵在靜態(tài)下澆注；④軋輥鑄造后保溫至＜100℃取出軋輥，經(jīng)機(jī)械粗加工后進(jìn)行淬火和回火熱處理，熱處理后再由機(jī)械進(jìn)行精加工。
2.如權(quán)利要求1所述的離心鑄造高速鋼軋輥制造方法，其特征在于，所述軋輥輥身采用的高碳高鎢高速鋼成分是(重量％)2.0～3.2C，15.0～22.0W，3.0～10.0V，2.0～8.0Mo，8.0～18.0Cr，0.2～1.0Ni，Si＜1.5，Mn＜1.5，0.03～0.25Y，0.03～0.30K，S＜0.04，P＜0.04，其余為Fe；而且滿足以下(1)式和(2)式要求C％＝0.060Cr％+0.063Mo％+0.033W％+0.235V％(1)W當(dāng)量＝W+2Mo＞20 (2)
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心鑄造高速鋼軋輥制造方法，其特征在于，所述軋輥輥芯材料是球墨鑄鐵或高強(qiáng)度灰鑄鐵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離心鑄造高速鋼軋輥制造方法，其特征在于，輥身鋼水離心澆注和凝固過程中，加入磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.03T～0.20T電磁場。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種離心鑄造高速鋼軋輥制造方法，其特征在于軋輥輥身鋼水澆完后，在軋輥輥身內(nèi)表面加入保護(hù)劑，保護(hù)劑加入量為2.0kg/m2～6.0kg/m2，選用的保護(hù)劑為玻璃渣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種離心鑄造高速鋼軋輥制造方法，其特征在于，所述雙層涂料的隔熱層的厚度為0.5mm～1.2mm，耐火層的厚度為0.5mm～1.5mm，涂料總厚度1.0mm～2.5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心鑄造高速鋼軋輥制造方法，其特征在于，所述離心機(jī)澆注可以采用立式離心機(jī)，也可以采用臥式離心機(jī)澆注。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的離心鑄造高速鋼軋輥制造方法，其特征在于，當(dāng)采用立式離心機(jī)澆注時(shí)，首先澆注高速鋼軋輥輥身，鑄型重力倍數(shù)65～120，澆注速度5kg/s～30kg/s，鋼水澆注完后立即加入保護(hù)劑保護(hù)，防止輥身內(nèi)表面氧化；澆注完凝固一段時(shí)間后再澆注輥芯部分，輥芯澆注速度8kg/s～30kg/s，輥身澆注后至澆注輥芯的間隔時(shí)間(t)按以下(3)式確定t＝(0.05～0.22)δ (3)式中，t——間隔時(shí)間，min；δ——輥身厚度，mm當(dāng)采用臥式離心機(jī)澆注時(shí)，先澆注高速鋼輥身，輥身澆注時(shí)的鑄型重力倍數(shù)65～120，澆注速度5～30kg/s，鋼水澆注完后，在離心機(jī)同等轉(zhuǎn)數(shù)下，加入保護(hù)劑，防止輥身內(nèi)表面氧化；澆注完凝固一段時(shí)間后停機(jī)，其時(shí)間(t)按以下(4)式確定；t＝(0.10～0.35)δ (4)式中，t——離心凝固時(shí)間，min；δ——輥身厚度，mm；停機(jī)后，將鑄型連同鑄件作為鑄型體，豎立置于鑄造底座上，加裝鑄造冒口等完成合箱，進(jìn)行靜態(tài)澆注輥芯部分，輥芯澆注速度10～40kg/s。
9.根據(jù)權(quán)利要求1離心鑄造高速鋼軋輥制造方法，其特征在于，所述高速鋼軋輥淬火熱處理用電爐或鹽浴爐加熱，加熱溫度1020℃～1200℃，保溫時(shí)間按以下(5)式確定，隨后噴霧冷卻軋輥；t＝(1.2～3.0)δ+40(5)式中，t——淬火保溫時(shí)間，min；δ——高速鋼軋輥輥身厚度，mm；高速鋼軋輥淬火加熱時(shí)，輥徑用隔熱材料保護(hù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1離心鑄造高速鋼軋輥制造方法，其特征在于，所述高速鋼軋輥回火熱處理用電爐加熱，加熱溫度510℃～580℃，保溫時(shí)間按以下(6)式確定，隨后空冷軋輥，相同工藝下回火兩次；t＝(2.0～4.5)δ+150 (6)式中，t——回火保溫時(shí)間，min；δ——高速鋼軋輥輥身厚度，mm。
全文摘要
一種離心鑄造高速鋼軋輥制造方法，高速鋼軋輥的輥身材料為高碳高鎢高速鋼，輥芯材料為鑄鐵；將軋輥輥身鋼水澆入到具有一定旋轉(zhuǎn)速度的離心機(jī)鑄型內(nèi)，輥身鋼水澆注溫度1380℃～1480℃，澆注時(shí)鑄型溫度不低于120℃，鑄型涂料使用雙層涂料，底層為隔熱層，面層為耐火層，在輥身鋼水離心澆注和凝固過程中，加入磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.03T～0.20T電磁場。輥身鋼水澆完后在輥身內(nèi)表面加入保護(hù)劑，輥身鋼水澆注和凝固一段時(shí)間后，澆入輥芯鐵水，輥芯鐵水的澆注溫度1300℃～1460℃。高速鋼軋輥鑄造后保溫至＜100℃取出軋輥，粗加工后進(jìn)行淬火和回火熱處理，軋輥熱處理后進(jìn)行精加工。采用本發(fā)明制備高速鋼軋輥，成分均勻、無偏析，組織致密、細(xì)小，各項(xiàng)性能明顯優(yōu)于普通高速鋼軋輥。
文檔編號B22D19/16GK1439472SQ0311458
公開日2003年9月3日 申請日期2003年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者符寒光, 刑建東 申請人:西安交通大學(xué)