悬臂辊及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种悬臂辊及其制造方法，悬臂辊的化学组分及其重量百分比为：碳0.30～0.39%，锰1～2%，硅1～1.8%，铬27～29%，镍47～49%，钨4～6%，硫0.25～0.35%，磷0.3～0.5%，余量为铁和不可避免的杂质。本发明专利技术可以解决现有技术中悬臂辊性能不佳、使用寿命比较短的问题。

Cantilever roll and its manufacturing method

The present invention discloses a cantilever roll and its manufacturing method. The chemical components of the cantilever roll are as follows: carbon 0.30 ~ 0.39%, manganese 1 ~ 2%, silicon 1 ~ 1.8%, chromium 27 ~ 29%, nickel 47 ~ 49%, tungsten 4 ~ 6%, sulphur 0.25 ~ 0.35%, phosphorus, iron and unavoidable impurity. The invention can solve the problems of poor performance and short service life of the cantilever rollers in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
悬臂辊及其制造方法
本专利技术涉及钢材冶炼设备
，尤其涉及一种悬臂辊及其制造方法。
技术介绍
悬臂辊例如可被使用于炼钢领域的步进加热炉，以轧钢加热炉为例，悬臂辊的作用是引导钢坯的出、入，把钢坯送入粗轧轧机。但是，在使用中发现这种悬臂辊存在以下缺点：1.由于炉内温度高达1100°c，在运转过程中热胀冷缩的作用下辊头经常焊口开裂，辊头断裂；2.辊头材质为45#钢，在高温作用下的快速氧化，辊身抗磨强度大大降低，经常磨漏，漏水，直到辊头脱落；3.辊头漏水故障直接影响加热炉炉内耐火材料使用寿命；4.辊头脱落后，辊道速度达不到，严重影响生产节奏。因此，如何提高加热炉悬臂辊的使用寿命、减少备件消耗、降低故障发生率及减少职工劳动强度，多年来已成为棒材车间需要解决的重要技术难题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的之一在于提供一种悬臂辊及其制造方法，以解决现有技术中悬臂辊性能不佳的问题。为达上述目的，本专利技术提供一种，悬臂辊，该悬臂辊的化学组分及其重量百分比为：碳0.30～0.39%，锰1～2%，硅1～1.8%，铬27～29%，镍47～49%，钨4～6%，硫0.25～0.35%，磷0.3～0.5%，余量为铁和不可避免的杂质。作为可选的技术方案，该悬臂辊的化学组分及其重量百分比为：碳0.33%，锰1.5%，硅1.2%，铬28%，镍48%，钨5%，硫0.3%，磷0.4%，余量为铁和不可避免的杂质。本专利技术还提供一种如上所述的悬臂辊的制造方法，该悬臂辊的制造方法包括以下步骤：（1）冶炼工艺：按照上述化学组分及其重量百分比配置钢材原料，在电弧炉中进行初步熔炼，熔炼完成后将钢水置于精炼炉中对钢水进行精炼，精炼温度为1590～1650℃；检测并调整各化学组分含量至合格后，调节温度至1500～1560℃出钢，采用模铸形式浇注成钢锭；（2）锻造工艺：加热钢锭至1200～1250℃，保温时间7～9小时；然后锻造成辊坯，并对辊坯进行热处理和车削加工；（3）调质淬火处理及机械加工：对步骤（2）得到的辊坯进行调质淬火处理;该调质脆火处理的淬火温度970～990℃，淬火时间8～14h，回火温度580℃～630℃，回火时间10～20小时，且调质淬火处理后精车热轧辊工作面到规定尺寸；以及（4）最终热处理：在1010～1060℃的温度下对热轧辊进行整体淬火处理，冷却方式为喷水冷却；以及，将热轧辊进行回火处理，回火温度为500～550℃，然后空冷至室温；回火完成后，按照所需尺寸对热轧辊的各部位再次进行精加工，得到该悬臂辊。作为可选的技术方案，步骤（4）中，淬火时间为2～6小时，回火时间为45～80小时。作为可选的技术方案，步骤（4）中，回火处理重复三次，三次回火总时间共计45～80小时。作为可选的技术方案，步骤（1）中初步熔炼时，原料的投放批次顺序为：铬和锰、镍、钨、其余剩余成分，其中各批次投入组分的时间间隔为15～25分钟，投料后搅拌均匀。与现有技术相比，本专利技术通过合理的选择及调配化学成分及其含量，再来配合合理的热处理方法及工艺，使得获得的悬臂辊具有最佳的机械性能和使用性能，具体如下具有以下有点：（1）本专利技术打破了大家公认的硫、磷含量不能超过0.03%的规定，反而发现，在本专利技术化学组成及其重量百分比下，生产出来的悬臂辊具有耐高温、自润滑、耐磨损等优点，在应用中悬臂辊不需要润滑或少许润滑，从而减轻工作人员的工作强度。（2）本专利技术不含稀有金属Co，这样降低了生产成本。（3）钼的作用是提高淬透性，减小铸件表面与中心部分的硬度差，但是钼价格昂贵，所以本专利技术在悬臂辊材料的化学成分配比中，选用了价格较低的Si、Mn来提高材料的淬透性，并改变了材料组织中的贝氏体，这种形态分布组织具有较高的稳定性、强韧性、抗裂纹萌生能力，且还具有非常高的抗裂纹扩展能力。（4）本专利技术改进的铸造、热处理工艺能够有效细化晶粒，提高基体显微硬度，进一步提高耐磨性。而且本专利技术通过对各化学成分重量百分比的调整，发现，在本专利技术化学组成及其重量百分比下，铬、钨、镍含量的提高，使得悬臂辊的强度和韧性明显提高。最终悬臂辊辊面的硬度高度81～82，无论其抗拉强度还是其冲击韧性都相比现有技术有很大的提高和改善。（5）本专利技术的悬臂辊的高的抗热裂性的实现，一方面通过铸造及热处理工艺细化晶粒，另一方面在成分中添加了Ni等具有强化基体作用的合金元素，可显著提高基体组织的强度，增强轧制时抵抗较高的变形抗力的能力。关于本专利技术的优点与精神可以藉由以下的专利技术详述得到进一步的了解。具体实施方式本专利技术提供一种悬臂辊，该悬臂辊的化学组分及其重量百分比为：碳0.30～0.39%，锰1～2%，硅1～1.8%，铬27～29%，镍47～49%，钨4～6%，硫0.25～0.35%，磷0.3～0.5%，余量为铁和不可避免的杂质。其中，较佳地，悬臂辊的化学组分及其重量百分比为：碳0.33%，锰1.5%，硅1.2%，铬28%，镍48%，钨5%，硫0.3%，磷0.4%，余量为铁和不可避免的杂质。本专利技术的悬臂采用钢ZG40Cr28Ni48W5Si2。本专利技术还提供一种如上所述的悬臂辊的制造方法，该悬臂辊的制造方法包括以下步骤：（1）冶炼工艺：按照上述化学组分及其重量百分比配置钢材原料，在电弧炉中进行初步熔炼，熔炼完成后将钢水置于精炼炉中对钢水进行精炼，精炼温度为1590～1650℃；检测并调整各化学组分含量至合格后，调节温度至1500～1560℃出钢，采用模铸形式浇注成钢锭；（2）锻造工艺：加热钢锭至1200～1250℃，保温时间7～9小时；然后锻造成辊坯，并对辊坯进行热处理和车削加工；（3）调质淬火处理及机械加工：对步骤（2）得到的辊坯进行调质淬火处理;该调质脆火处理的淬火温度970～990℃，淬火时间8～14h，回火温度580℃～630℃，回火时间10～20小时，且调质淬火处理后精车热轧辊工作面到规定尺寸；以及（4）最终热处理：在1010～1060℃的温度下对热轧辊进行整体淬火处理，淬火时间为2～6小时，冷却方式为喷水冷却；以及，将热轧辊进行回火处理，回火温度为500～550℃，回火时间为45～80小时，然后空冷至室温；回火完成后，按照所需尺寸对热轧辊的各部位再次进行精加工，得到该悬臂辊。其中，步骤（4）中，回火处理重复三次，三次回火总时间共计45～80小时。例如，第一次回火温度500℃，回火时间15小时；第二次回火温度550℃，回火时间25小时；第三次回火温度500℃，回火时间15小时，三次回火时间共计55小时。而且，步骤（1）中初步熔炼时，原料的投放批次顺序为：铬和锰、镍、钨、其余剩余成分，其中各批次投入组分的时间间隔为15～25分钟，投料后搅拌均匀。另外，在最终热处理之前，常规采用的方式是于880～930℃的温度下进行调质淬火处理或者在1070℃的温度下进行正火处理，前者的目的主要是改善晶粒大小并达到合适的机械加工硬度，但是由于加热温度不够高，大块碳化物无法充分溶解，后期的最终热处理将无法发挥材料最好的综合性能；后者加热温度过高，能够充分溶解组织间的合金碳化物，但是加热时间需要精确控制，否则在如此高温下极其容易出现粗晶现象，且正火后组织硬度较高，不利于机械加工。而本专利技术采用970～990℃的温度进行调质淬火处理，能够保证得到细小的晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种悬臂辊，其特征在于，该悬臂辊的化学组分及其重量百分比为：碳0.30～0.39%，锰1～2%，硅1～1.8%，铬27～29%，镍47～49%，钨4～6%，硫 0.25～0.35%，磷 0.3～0.5%，余量为铁和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种悬臂辊，其特征在于，该悬臂辊的化学组分及其重量百分比为：碳0.30～0.39%，锰1～2%，硅1～1.8%，铬27～29%，镍47～49%，钨4～6%，硫0.25～0.35%，磷0.3～0.5%，余量为铁和不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的悬臂辊，其特征在于，该悬臂辊的化学组分及其重量百分比为：碳0.33%，锰1.5%，硅1.2%，铬28%，镍48%，钨5%，硫0.3%，磷0.4%，余量为铁和不可避免的杂质。3.一种如权利要求1～2中任意一项所述的悬臂辊的制造方法，该悬臂辊的制造方法包括以下步骤：（1）冶炼工艺：按照上述化学组分及其重量百分比配置钢材原料，在电弧炉中进行初步熔炼，熔炼完成后将钢水置于精炼炉中对钢水进行精炼，精炼温度为1590～1650℃；检测并调整各化学组分含量至合格后，调节温度至1500～1560℃出钢，采用模铸形式浇注成钢锭；（2）锻造工艺：加热钢锭至1200～1250℃，保温时间7～9小时；然后锻造成辊坯，并对辊坯进行热处理和车削加工；（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长洪，王万亮，
申请(专利权)人：江苏长友特钢机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32