本發(fā)明屬于壓輥制造
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種厚工作層軋輥外層離心澆鑄及孕育方法。
背景技術(shù)：
：高鎳鉻無限冷硬鑄鐵軋輥因其具有優(yōu)良的抗事故性，較好的耐磨及表面質(zhì)量，是目前熱帶連軋機(jī)精軋后段軋機(jī)、特別是成品軋機(jī)的主流軋輥，高速鋼軋輥尚無法取代。一般來說，高鎳鉻無限冷硬鑄鐵軋輥外層的使用厚度為40mm，而為了保證軋輥能夠正常使用至報(bào)廢，避免軋輥使用至后期出現(xiàn)疲勞剝落的問題，軋輥制造商通常會增加10mm的支撐層，即按照≥50mm的外層厚度進(jìn)行設(shè)計(jì)，而實(shí)際軋輥產(chǎn)品因芯部對外層反蝕量的不可控性，外層厚度存在一定的偏差，成品厚度通常在55-70mm之間。隨著軋制技術(shù)快速發(fā)展以及對板材質(zhì)量、板型要求的不斷提高，用戶對軋輥輥身的尺寸精度的要求也隨之大幅提高，現(xiàn)代化軋機(jī)配套在軋輥修磨輥型時通常以兩側(cè)托肩為基準(zhǔn)來修磨輥身，如果基準(zhǔn)面即托肩出現(xiàn)硬度不均勻、磨損量不一致的現(xiàn)象，將對輥型的修復(fù)產(chǎn)生重大影響。而軋機(jī)設(shè)計(jì)商在軋輥設(shè)計(jì)時往往未考慮到軋輥的實(shí)際生產(chǎn)，將托肩的位置設(shè)計(jì)在據(jù)外圓60-70mm的深度，該位置恰恰處于成品厚度的范圍內(nèi)，這樣按傳統(tǒng)工藝制造軋輥，會造成托肩處于外層與芯部結(jié)合區(qū)域的尷尬位置，硬度不均勻且不可控。此種情況軋輥制造商往往需要在托肩處增加單獨(dú)制作且較為昂貴的托肩套，造成資源的極大浪費(fèi)。為保證軋輥托肩硬度均勻性，需對外層的制造厚度進(jìn)行加厚處理，由傳統(tǒng)的≥50mm提高至≥70mm，將成品厚度控制在75-90mm的范圍，可保證60-70mm深度的托肩位置全部為外層材質(zhì)，硬度均勻性可控，減低配套成本。由于外層厚度增加，外層鐵水量隨之增加，如果保持澆鑄速度不變，會造成澆鑄時間延長，澆鑄后期鐵水溫度過低，對補(bǔ)縮及浮渣不利。如果提高澆鑄速度會造成澆鑄溫度偏高，型內(nèi)凝固時間延長，不利于逐層凝固，可能帶來成分偏析。因此外層鐵水量增加后，無論澆鑄時間延長還是型內(nèi)凝固時間延長，均會造成孕育時間長，孕育衰退現(xiàn)象，影響石墨形態(tài)、數(shù)量等，進(jìn)而影響產(chǎn)品使用性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種無偏析、利于夾渣上浮和補(bǔ)縮、孕育效果好的厚工作層軋輥外層離心澆鑄及孕育方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種厚工作層軋輥外層離心澆鑄及孕育方法，該方法采用變速澆鑄，使整個外層由同時凝固變?yōu)橹饘幽?，具體澆鑄方法如下：整個外層的鐵水按照快-慢-快的模式依次連續(xù)澆鑄，首先澆鑄鐵水總量的20％，澆鑄速度控制在5±0.5t/min；緊接著降低澆鑄速度澆鑄鐵水總量的50％，澆鑄速度控制在2±0.5t/min；然后升高速度澆鑄鐵水總量的30％，澆鑄速度控制在7±0.5t/min；外層孕育劑隨離心澆鑄過程加入，加入量為鐵水總重量的0.5％。優(yōu)選的，所述孕育劑為硅鐵粒與硅鋇粒的混合物。進(jìn)一步的，孕育劑在5±0.5t/min的澆鑄速度時加入孕育劑總量的20％，并且硅鐵粒與硅鋇粒的質(zhì)量比為3:1，在2±0.5t/min的澆鑄速度時加入孕育劑總量的50％，并且硅鐵粒與硅鋇粒的質(zhì)量比為1:1，在7±0.5t/min的澆鑄速度時加入孕育劑總量的30％，并且硅鐵粒與硅鋇粒的質(zhì)量比為1:3。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是：本發(fā)明將整個外層(工作層)的澆鑄分為連續(xù)的三段來進(jìn)行，每段采用不同的澆鑄速度，使整個外層由同時凝固變?yōu)橹饘幽?，消除澆鑄后期鐵水溫度低造成的夾渣、疏松缺陷，消除型內(nèi)凝固時間長帶來的成分偏析問題，減少孕育時間，消除孕育衰退現(xiàn)象，外層硬度均勻性好；本發(fā)明外層厚度75-90mm，可保證成品軋輥60-70mm深度的托肩位置全部為外層材質(zhì)，硬度均勻性可控，減低配套成本。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明：本發(fā)明是一種工作層厚度較厚的軋輥外層的澆鑄以及孕育方法，由于工作層較厚，因此采用傳統(tǒng)的離心澆鑄方法澆鑄的工作層(外層)存在成分偏析、夾渣、疏松等缺陷，為了消除這些缺陷，保證鑄造質(zhì)量，本發(fā)明方法采用變速澆鑄的方式進(jìn)行澆鑄，使整個外層由同時凝固變?yōu)橹饘幽?，外層孕育劑隨離心澆鑄過程加入，加入量為鐵水總重量的0.5％；具體澆鑄方法如下：整個外層的鐵水按照快-慢-快的模式依次連續(xù)澆鑄，首先澆鑄鐵水總量的20％，澆鑄速度控制在5±0.5t/min,同時，加入硅鐵粒與硅鋇粒孕育劑，硅鐵粒與硅鋇粒的加入量按質(zhì)量比3:1加入，為孕育劑加入總量的20％；緊接著降低澆鑄速度澆鑄鐵水總量的50％，澆鑄速度控制在2±0.5t/min，同時，加入硅鐵粒與硅鋇粒孕育劑，硅鐵粒與硅鋇粒的加入量按質(zhì)量比1:1加入，為孕育劑加入總量的50％；然后升高速度澆鑄鐵水總量的30％，澆鑄速度控制在7±0.5t/min，同時，加入硅鐵粒與硅鋇粒孕育劑，硅鐵粒與硅鋇粒的加入量按質(zhì)量比1:3加入，為孕育劑加入總量的30％。澆鑄原理分析：初始20％鐵水澆鑄速度控制在5±0.5t/min，主要是為了保證鐵水快速充型；中間50％鐵水降低澆鑄速度，控制在2±0.5t/min，盡可能保證鐵水的逐層凝固，既防止成分偏析，同時又減少雙向凝固區(qū)的寬度；后期30％鐵水按照7±0.5t/min的速度澆入型腔，利于夾渣上浮及后期補(bǔ)縮。這樣的澆鑄方法，改變了外層鐵水的凝固方式，使整個工作層內(nèi)鐵水由同時凝固變?yōu)殍F水逐層凝固，保證了工作層內(nèi)鐵水成分及組織的一致性，有效降低了工作層內(nèi)的成分偏析和組織偏差。孕育劑加入效果分析：初始20％的鐵水由于凝固時間較短，硅鐵粒+硅鋇粒按照75％+25％的比例加入；中間50％的鐵水澆鑄速度降低逐層凝固，硅鐵粒+硅鋇粒按照50％+50％的比例加入；剩余鐵水采用大速度澆鑄，凝固時間較長，硅鐵粒+硅鋇粒按照25％+75％的比例加入，這樣充分發(fā)揮硅鋇長效孕育的效果。以下是一個具體的澆鑄實(shí)例：外層設(shè)計(jì)厚度≥70mm，外層鐵水量為3.2t，采用5t的翻包澆鑄，孕育劑加入量總量為8kg，是外層鐵水量的0.5％。澆鑄及孕育過程如下：澆鑄順序澆鑄鐵水量t澆鑄速度s硅鐵加入量kg硅鋇加入量kg10.782.6250.87521.6484430.981.1253.375采用上述工藝方法生產(chǎn)的軋輥，每支軋輥可減低兩端托肩配套成本近2000元。成品探傷外層厚度達(dá)到76-83mm，工作層、結(jié)合層探傷無缺陷，輥身硬度為80-83HSD，托肩硬度78-80HSD，托肩硬度均勻性為2HSD。此軋輥使用過程中托肩未出現(xiàn)硬度不均的現(xiàn)象，報(bào)廢時輥身硬度80-82HSD，基本無落差。當(dāng)前第1頁1 2 3