一种轧制窄带钢用复合式轧辊制造方法技术

本发明专利技术涉及一种轧制窄带钢的复合式轧辊的制造方法。本发明专利技术所采用的轧辊制造方法是在轧辊芯外装配有轧辊外套，轧辊芯采用球墨铸铁材料制成，轧辊外套采用铬系合金钢制成，将轧辊外套表面进行强化处理，所述强化处理是将轧辊外套放入特制的离子注渗炉中，进行离子注渗处理，经离子注渗处理后的轧辊外套采用热装的办法与轧辊芯装配在一起，所述热装法是先在辊芯表面涂上一层黄油，黄油中掺杂着细小的碳化钨粉，然后对辊套进行加热，将加热后的轧辊外套套装在轧辊芯上。本发明专利技术的优点和技术效果在于，轧辊套被磨损到不能继续使用的时候，可以将其从轧辊芯上拆卸下来，将新的辊套换上，整个轧辊还可以继续使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到 一种轧辊的制造方法，特别是用于轧制窄带钢的复 合式轧辊的制造方法。
技术介绍
轧辊作为轧机的关键部件直接决定着生产工艺的合理性和产品 的经济性。作为轧制窄带钢用轧辊要求表层具有高硬度、高耐磨性、 良好的表面光洁度，芯部具有足够的强度和韧性。通常的轧辊的制造工艺专利号为CN1439472A的专利，介绍了 一种离心铸造高速钢札辊 制造方法。该专利技术釆用离心铸造的方法，高速钢札辊的辊身材料为高 锡高速钢，辊芯材料为铸铁。在辊身钢水离心浇注和凝固过程中，加 入磁感应强度为0.03T-0.20T电磁场。成分均匀、偏析少，组织致 密、细小，各项性能明显优于普通高速钢轧辊。尽管该工艺操作方便， 但是其辊身和辊芯的制造要分两部浇注，而且在熔炼过程中，添加了 较多的Mo、 Cr、 V和W等元素，相应地成本也有所提高。在整个熔 炼过程中，加入了电磁场，无形中也提高了成本。碳化物具有耐磨耗及耐高温的f点，而比高速钢更耐高速切削， 能适应于钢材的辊轧加工。专利号为CN1050510A的专利，采用先进 行冷等静压处理，然后再进行热等静压处理的双等静压方法，制造了 碳化锡精轧辊。该工艺具有生产外观尺寸稳定、致密度高，无内在空 隙的优势，成本较国外同类茶品也有大幅度的降低。釆用粉末冶金的 办法制备的碳化钨颗粒较大，而且其耐磨性强于基体组织，在轧制过 程中基体首先被磨损掉，大块的碳化钨颗粒部分裸露出来，受不到基 体的保护。随着磨损过程的进行，碳化钨颗粒逐渐被剥落。在轧辊表 面就出现了细小的孔洞，势必影响轧制效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于轧制窄带钢的复合式轧辊的制造 方法，包括轧辊外套和辊芯的熔炼以及轧辊外套的表面强化处理。通 过改变碳化钨的晶粒尺寸和分布状况来提高其与基体的结合强度，以 期达到提高轧辊的使用寿命和节约成本的效果。为实现上述专利技术目的本专利技术的技术方案是釆用一种轧制窄带钢 用复合式轧辊制造方法，所述轧辊的制造方法是在轧辊芯外装配有轧辊外套，其特征在于:第一步釆用球墨铸铁材料制成轧辊芯，第二步 釆用铬系合金钢制成轧辊外套，第三步将所述轧辊外套表面进行强化 处理，所述强化处理是将轧辊外套放入离子注渗炉中进行离子注渗处 理，第四步经离子注渗处理后的轧辊外套釆用热装的办法与轧辊芯装 配在一起，所述热装法是先在辊芯表面涂上一层黄油并将其刮拭平 整，黄油中掺杂着细小的碳化钨粉，然后对辊套进行加热，将加热后 的轧辊外套套装在轧辊芯上。本专利技术所述离子注渗处理的第一步是将轧辊外套与钨丝置于桶 内，第二步在桶内充入负压氩气，其中将桶壁和轧辊外套与电极负端 连接，在桶内放置轧辊外套的中心处设有一块金属板，将所述金属板 与电极正端连接，第三步将正负电极加电1-1.5小时，所述加电步是 用于在桶内产生氩离子，使高速的氩离子轰击钨丝产生钨离子，钨离 子获得高能量后快速均匀地溅射到轧辊外套表层上，轧辊外套表层在 电极的作用下将钨离子变为钨原子，第四步将加电处理后的轧辊外套 进行渗碳处理，使碳原子与钨原子结合在轧辊外套表层上生成碳化 钨。本专利技术所述球墨铸铁轧辊芯釆取电炉熔炼，浇注温度为1400 ~ 1450°C，在900 95(TC保温2 5小时，随炉冷却，冷却速度〈10(TC/ 小时，冷却到60(TC出炉空气中冷至室温。本专利技术所述球墨铸铁轧辊芯，釆取QT400。本专利技术所述铬系合金钢轧辊外套釆用电炉熔炼，熔炼后进行热处理，所述热处理是在轧辊外套温度达到IOO(TC时釆用油淬的方式进 行处理。本专利技术将热处理后的轧辊外套外表面进行打磨，打磨至表面光滑。本专利技术所述铬系合金钢是2Crl3。本专利技术将热处理后的轧辊外套表面打磨至表面光滑，然后再放入 桶内，将所述钨丝装于桶的内壁上。本专利技术将所述渗碳处理的温度控制在900 ~ 1100°C 。 本专利技术所述轧辊外套釆用热装的办法与轧辊芯装配在 一起，是将 轧辊预先加热到12(TC后再与轧辊套装配。本专利技术的优点和技术效果在于，轧辊套被磨损到不能继续使用的 时候，可以将其从轧辊芯上拆卸下来，将新的辊套换上，整个轧辊还 可以继续使用。轧辊芯与轧辊外套装配冷却后，碳化钨粉就象牙齿一 样将轧辊外套和轧辊芯紧密地咬合在一起。轧辊外套注入钨原子并经 过渗碳后，使原位合成工艺与传统工艺相比，具备以下优势 一、增 强相的合成和长大均在轧辊外套基体内，表面洁净无污染；二、增强 相在反应过程中生成；三、反应过程中放出大量的热量，保证了反应 的持续进行，反应持续进行需要的外界驱动力较小。这样用于加热的 成本就被大大降低。原位反应得到的碳化钨颗粒弥散分布在轧辊外套 基体中，而且与轧辊外套基体材料结合良好。细小的碳化钨颗粒不仅 强化了轧辊外套基体，而且与轧辊外套基体为冶金结合，因此在磨损 过程中不易被剥落。轧辊外套表面其宏观硬度可达到HRC60。附图说明图l是本专利技术轧辊制造的流程图2、 3是注渗层全貌的照片；图4、 5、 6表征的是注渗层中碳化钨颗粒的形貌；图7是注渗层的XRDP。具体实施例方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如附图1至附图6所示，从图l、 2中可以看出，细小的碳化钨 颗粒弥散分布在基体中。所获注渗层成分简单，综合图6可以确定注 渗层只由碳化鎢和铁基体组成，无其它杂质相生成。图3、 4、 5显示 碳化钨颗粒的晶粒尺寸在30nm ~ 200nm之间。本专利技术的轧辊芯材质选取为球墨铸铁，球墨铸铁为QT400。釆取 电炉熔炼，浇注温度为1400~ 1450°C。在900 95(TC保温2~5h, 随炉冷却(冷速〈10(TC/h )。冷却到60(TC出炉空冷至室温。实验结果表明，轧辊外套基体材质越硬，注渗后的轧辊外套越耐 磨。为了实现本专利技术的目的，轧辊外套材料选取铬系合金钢。采用电 炉熔炼。对轧辊外套表面进行打磨直至表面光滑。然后将轧辊外套放 入特制的离子注渗炉中，进行表面强化处理。轧辊外套的表面强化处 理是通过以下技术方案实现的，它包括利用桶形阴极异常辉光放电原理，使钨变成高能钨离子，在高温 下渗扩到轧辊基体中去。同时根据钨在 一定温度范围内的含碳氛围中 容易形成碳化钨的原理，对钨进行碳化处理，达到轧辊外套的外层在 一定深度范围内形成碳化锡的耐磨层。把轧辊外套与钨丝置于桶形阴极内，将钨丝安装在桶的内表面， 在桶内轧辊外套的中部设置有一金属板，将该金属板与正电极连接， 将桶和轧辊外套与负电极连接，向桶中充入低真空氩气，然后将正负 电极加电1-1.5小时，此时形成异常辉光放电，产生氩离子，高速的 氩离子轰击钨丝，产生钨离子，钨离子经过负辉能量重叠区，获得高 能量，快速均匀地溅射到轧辊外套表层上。然后将轧辊外套加温到 IOO(TC进行渗碳处理2-3小时，碳原子与注入到轧辊表面的钨原子原 位合成碳化鎢(WC),反应式如下w+c-^W2C (1)<formula>formula see original document page 8</formula>该合成工艺与传统工艺相比，具备以下优势 一、增强相的合成和长 大均在轧辊外套基体内，表面洁净无污染；二、增强相在反应过程中 生成；三、反应过程中放出大量的热量，保证了反应的持续进行，反 应持续进行需要的外界驱动力较小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轧制窄带钢用复合式轧辊制造方法，所述轧辊的制造方法是在轧辊芯外装配有轧辊外套，其特征在于：第一步采用球墨铸铁材料制成轧辊芯，第二步采用铬系合金钢制成轧辊外套，第三步将所述轧辊外套表面进行强化处理，所述强化处理是将轧辊外套放入离子注渗炉中进行离子注渗处理，第四步经离子注渗处理后的轧辊外套采用热装的办法与轧辊芯装配在一起，所述热装法是先在辊芯表面涂上一层黄油并将其刮拭平整，黄油中掺杂着细小的碳化钨粉，然后对辊套进行加热，将加热后的轧辊外套套装在轧辊芯上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊友，许振华，张巨成，任为群，景旭冉，许振兴，王剑涛，赵钢，赵天林，
申请(专利权)人：北京北科德瑞冶金工程技术有限公司，北京永固运通表面合金科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]