一种辊压机辊套及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种辊压机辊套及其制备方法，属于辊压机技术领域，辊套包括外层的工作层及内层的芯部，以及位于工作层及芯部之间的过渡层；所述工作层的材质为高速钢，过渡层的材质为半钢，芯部的材质为中碳合金钢。本发明专利技术制备所得辊压机辊套工作层硬度高、耐磨性强，上机使用后无掉块、开裂现象；芯部强度高、韧性高，辊套使用寿命长，并且各部分结合紧密；此外，本发明专利技术的制备方法还具有材料利用率高、综合成本低的优点。

A Roller Sheath of Roller Press and Its Manufacturing Method

The invention discloses a roller sleeve of a roller press and a preparation method thereof, belonging to the technical field of the roller press. The roller sleeve comprises an outer working layer and an inner core, as well as a transition layer between the working layer and the core. The material of the working layer is high speed steel, the material of the transition layer is semi-steel, and the material of the core is medium carbon alloy steel. The roll sleeve of the roll press prepared by the invention has high hardness, strong wear resistance, no falling or cracking phenomenon after being used on the machine, high strength and toughness of the core, long service life of the roll sleeve and close combination of various parts, and the preparation method of the invention also has the advantages of high utilization rate of materials and low comprehensive cost.

【技术实现步骤摘要】
一种辊压机辊套及其制造方法
本专利技术涉及辊套，尤其是一种水泥行业的辊压机辊套，属于辊压机

技术介绍
在矿山水泥行业，水泥的制备离不开大型辊压机轴，水泥的主要材料靠辊压轴咬合破碎，混合制备得到。其中，水泥主要材料中的石灰石、钢渣、矿渣、石膏等非常坚硬，很容易造成辊压机轴的损坏；其次，破碎石灰石、钢渣、矿渣等不同材质时辊压机轴的受力情况也不同，但材料为混合物料时辊压机轴各部分受力不均一，容易导致辊压机轴不同部位不同程度的损坏。目前，生产的辊压机辊套主要采用锻件，并在表面堆焊一层耐磨层，以提高其耐磨性。但是由于辊套在碾压破碎时受物料反复切削磨损，在工作中承受巨大的压力引起的周期性交变压力及反复磨损，使辊套表面产生沟壑和凸棱，且表面堆焊层极易出现龟裂、掉肉现象，这样更加快部件的损坏，使用寿命短，需多次堆焊修复，堆焊周期也较长，且堆焊所需焊条等材料也较多，堆焊成本较高，还受生产场地等诸多因素的限制，堆焊很难达到标准要求，严重影响辊压机的使用效率，影响生产效率和运行成本。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种辊压机辊套及其制备方法，提高辊压机的耐磨性、延长使用寿命，降低运行费用。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种辊压机辊套，所述辊套包括外层的工作层、内层的芯部，以及位于工作层及芯部之间的过渡层；所述工作层的材质为高速钢，过渡层的材质为半钢，芯部的材质为中碳合金钢。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述工作层的化学成分及各成分的质量百分含量为C0.8～2.2％、Si0.1～0.3％、Mn0.1～0.2％、Cr4～6％、W3～5％、V4～8％、Ni0.6～1.5％、Mo3～5％，其余为Fe和不可避免的杂质。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述过渡层的化学成分及各成分的质量百分含量为C1.2～2.0％、Si0.8～1.8％、Mn0.5～1.0％、Cr0.6～1.2％、V0.1～0.2％、Ni0.4～1.0％、Mo0.2～0.6％，其余为Fe和不可避免的杂质。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述芯部的化学成分及各成分的质量百分含量为C0.25～0.50％、Si0.2～0.6％、Mn0.6～1.0％、Cr0.3～0.5％、V0.1～0.3％、Ni0.4～1.0％、Mo0.2～0.6％，其余为Fe和不可避免的杂质。本专利技术技术方案的进一步改进在于包括如下过程：A．钢水熔炼A1.分别按辊套各部分化学成分的要求将生铁、废钢、合金按照先后顺序加入中频感应炉熔化，得到工作层初级钢水、过渡层初级钢水和芯部初级钢水；A2.调整工作层初级钢水的各成分至合格，然后升温至1500～1540℃，加入铝脱氧，控制温度在1460～1500℃出炉，得到工作层钢水，备用；A3.调整过渡层初级钢水的各成分至合格，再加入铝脱氧，控制温度在1460～1500℃出炉，然后在钢包包底加入硅钙，用包内冲入法对钢水进行孕育处理，得到过渡层钢水，备用；A4.调整芯部初级钢水的各成分至合格，再加入铝脱氧，控制温度在1540～1580℃出炉，然后在钢包包底加入硅钙，用包内冲入法对钢水进行孕育处理，得到芯部钢水，备用；B．离心复合成型B1.控制离心机转速在200～300r/min，浇入工作层钢水，成型；其中钢水浇注温度为1320～1380℃；B2.工作层钢水浇注完毕后，测温，温度达到1220～1280℃时，浇入过渡层钢水；B3.过渡层钢水浇注结束后，在5～10min内浇入芯部钢水，芯部钢水的浇注温度为1500～1560℃；C．热处理C1.将步骤B成型后的辊套转入电阻炉进行去应力退火，退火温度为500～600℃，保温时间为5～10h，炉冷至室温后进行粗加工；C2.对粗加工后的辊套采用高温淬火，再进行三次高温回火；C3.回火结束后，精加工至成品尺寸，得到辊压机辊套。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤A2中铝的加入量为每吨工作层初级钢水中加入0.9～1.1千克，步骤A3中铝的加入量为每吨过渡层初级钢水中加入0.7～0.9千克，步骤A4中铝的加入量为每吨芯部初级钢水中加入0.7～0.9千克。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤A3中硅钙的加入量为每吨过渡层钢水中加入0.5～0.7千克，步骤A4中硅钙的加入量为每吨芯部初级钢水中加入0.5～0.7千克。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤C2中高温淬火过程为先升温至640～660℃并保温8～10h，再升温至940～960℃并保温8～10h，然后升温至1100～1150℃并保温8～10h。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤C2中三次高温回火的过程为待辊套炉冷至80～120℃时进行第一次回火工艺，具体为自80～120℃加热到500～550℃并保温10～12h，随炉冷却至80～120℃；第二次回火和第三次回火工艺为重复第一次回火。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述制备得到的辊压机辊套工作层硬度为80～100HSD。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：本专利技术制备所得辊压机辊套工作层硬度高、耐磨性强，上机使用后无掉块、开裂现象；芯部强度高、韧性高，辊套使用寿命长，并且各部分结合紧密；此外，本专利技术的制备方法还具有材料利用率高、综合成本低的优点。本专利技术的辊压机辊套为三层结构，分别为外层的高速钢工作层、内部的中碳合金钢芯部及两者之间的半钢材质过渡层，工作层具有较高的硬度、较高的硬度均一性及耐磨性，芯部具有较高的强度及韧性，过渡层使得性质相差较大的工作层及芯部能紧密结合成一个整体，共同使得在进行水泥生产时辊压机具备较长的使用寿命。本专利技术辊压机辊套工作层材质优选高速钢材质，与传统高速钢化学成分相比提高了W（钨）和钒（V）的含量，两种元素与其他化学成分相互作用，共同使得工作层具有较高的硬度及耐磨性，适应于辊压机的工作过程。W元素的加入，可以提高高速钢的抗回火稳定性和红硬性，钨作为提高高速钢抗回火稳定性和红硬性的首选元素，在高速钢中主要以M6C的形式存在，对提高高速钢耐磨性有较大作用；高温淬火时，部分M6C溶入奥氏体，可提高高速钢的淬透性。V元素可以形成弥撒度较大的VC，可细化钢的组织和晶粒，增加钢的回火稳定性，VC有助于硬度的提高，是提高钢耐磨性的重要元素。其次，C（碳）元素是形成碳化物硬质相的主要元素，Cr（铬）含量的选择有利于改善高速钢的抗热冲击能力；Mo（钼）含量的选择可提高钢的抗热裂性能，还能细化晶粒和降低钢的回火脆性及细化莱氏体组织；Ni（镍）含量的选择嫩改善高速钢基体的韧度。工作层材质中各成分相互作用，共同反应，是保证工作层具有高硬度及高耐磨性的基础，经后续制备过程使得工作层金相组织较高，主要为碳化物+马氏体，工作层硬度可达到80～100HSD。本专利技术辊压机辊套芯部优选中碳合金钢材质，各成分的选择使得经加过后芯部具备较高的强度及韧性，并且芯部金相组织较好，组织为珠光体+铁素体，芯部晶粒度达到7级。本专利技术辊压机辊套过渡层优选半钢材质，各成分的选择使得加工过程可实现良好的过渡作用，将化学成分相差较大的工作层及芯部两种材质紧密结合成一个整体，不会使得辊套出现分层或结合不够紧密的现象。本专利技术辊压机辊套采用离心复合铸造工艺进行制备，工艺较简单，仅需进行钢水熔炼、离心复合浇注、热处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辊压机辊套，其特征在于：所述辊套包括外层的工作层、内层的芯部，以及位于工作层及芯部之间的过渡层；所述工作层的材质为高速钢，过渡层的材质为半钢，芯部的材质为中碳合金钢。

【技术特征摘要】
1.一种辊压机辊套，其特征在于：所述辊套包括外层的工作层、内层的芯部，以及位于工作层及芯部之间的过渡层；所述工作层的材质为高速钢，过渡层的材质为半钢，芯部的材质为中碳合金钢。2.根据权利要求1所述的一种辊压机辊套，其特征在于：所述工作层的化学成分及各成分的质量百分含量为C0.8～2.2％、Si0.1～0.3％、Mn0.1～0.2％、Cr4～6％、W3～5％、V4～8％、Ni0.6～1.5％、Mo3～5％，其余为Fe和不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的一种辊压机辊套，其特征在于：所述过渡层的化学成分及各成分的质量百分含量为C1.2～2.0％、Si0.8～1.8％、Mn0.5～1.0％、Cr0.6～1.2％、V0.1～0.2％、Ni0.4～1.0％、Mo0.2～0.6％，其余为Fe和不可避免的杂质。4.根据权利要求1所述的一种辊压机辊套，其特征在于：所述芯部的化学成分及各成分的质量百分含量为C0.25～0.50％、Si0.2～0.6％、Mn0.6～1.0％、Cr0.3～0.5％、V0.1～0.3％、Ni0.4～1.0％、Mo0.2～0.6％，其余为Fe和不可避免的杂质。5.一种制备权利要求1中所述辊压机辊套的方法，其特征在于包括如下过程：A．钢水熔炼A1.分别按辊套各部分化学成分的要求将生铁、废钢、合金按照先后顺序加入中频感应炉熔化，得到工作层初级钢水、过渡层初级钢水和芯部初级钢水；A2.调整工作层初级钢水的各成分至合格，然后升温至1500～1540℃，加入铝脱氧，控制温度在1460～1500℃出炉，得到工作层钢水，备用；A3.调整过渡层初级钢水的各成分至合格，再加入铝脱氧，控制温度在1460～1500℃出炉，然后在钢包包底加入硅钙，用包内冲入法对钢水进行孕育处理，得到过渡层钢水，备用；A4.调整芯部初级钢水的各成分至合格，再加入铝脱氧，控制温度在1540～1580℃出炉，然后在钢包包底加入硅钙，用包内冲入法对钢水进行孕...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭华楼，白思诺，胡志刚，岳强，王保宏，
申请(专利权)人：中钢集团邢台机械轧辊有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13