一种普通锻钢辊坯生产硅钢冷轧工作辊的方法技术

本发明专利技术公开了一种普通锻钢辊坯生产硅钢冷轧工作辊的方法，对材料配比进行优化，并且增加了镍，在调质过程中根据所需轧辊工作厚度对保温温度和保温时间进行实时调整，并且通过深冷保温处理，提高轧辊表面的耐磨性、硬度、淬硬层深度以及后期使用中的抗剥落性；并且通过专用的深冷设备进行深冷处理，使轧辊表面处理更加均匀。通过沉淀管和吹风装置，将沉淀在底部的氮气重新吹回至深冷箱内，减少了液氮的使用，同时也促进了深冷箱内气体的运动。

A Method of Producing Silicon Steel Cold Roll by Forging Steel Roll Blank

The invention discloses a method for producing silicon steel cold rolling work roll by common forged steel roll blank, which optimizes the material ratio and adds nickel. During quenching and tempering, the temperature and time of heat preservation are adjusted in real time according to the required thickness of roll, and the wear resistance, hardness, hardening depth of roll surface and resistance in later use are improved by cryogenic heat preservation treatment. Peeling property; and through special cryogenic equipment for cryogenic treatment, the surface treatment of rolls is more uniform. The nitrogen deposited at the bottom of the cryogenic chamber is re-blown back to the cryogenic chamber through the settling tube and the blowing device, which reduces the use of liquid nitrogen and promotes the movement of the gas in the cryogenic chamber.

【技术实现步骤摘要】
一种普通锻钢辊坯生产硅钢冷轧工作辊的方法
本专利技术涉及一种轧辊的制备方法，特别涉及一种普通锻钢辊坯生产硅钢冷轧工作辊的方法。
技术介绍
在实际应用中，轧辊在制造和使用前的准备工序中会产生残余应力和热应力。使用时又进一步受到了各种周期应力的作用，主要包括弯曲、扭转、剪力、接触应力和热应力等，这些应力沿辊身的分布是不均匀的、不断变化的，单向轴向分力很大，造成磨损量很大。所以轧辊除磨损外，还经常出现裂纹、断裂、剥落、压痕等各种局部损伤和表面损伤。另外由于轧制时经常出现异常情况，轧辊在使用后冷却不当，这会使轧辊受到热应力的损害。中间辊在轧制过程中还经常会遇到轧制事故，所以还必须有较高的抗事故性能。为了保证质量和安全生产，需要进行频繁更换中间辊，在实际生产中增加了制造成本。轧辊种类按成型方法可分为铸造轧辊和锻造轧辊；按工艺方法分为整体轧辊、冶金复合轧辊和组合轧辊。铸造轧辊是将冶炼钢水或熔炼钢水以直接浇注成型的方式制造的轧辊。其中碳含量小于2.2％的铁基材料铸造的轧辊统称为铸钢轧辊。碳是其中重要的合金元素，通过固溶在钢的基体中，起到对钢的强化作用，同时部分碳和钢中的其他元素形成碳化物，起到强化和增加耐磨性的作用。化学成分Cr含量能提高钢的力学性能和耐磨性、增加钢的硬度、弹性、耐腐蚀和耐热性，提高表面的淬透性；但是同时页降低了轧辊的韧性。另外，铸钢轧辊凝固时由于存在树枝状结晶，会造成合金成分的晶内偏析，随着合金铸钢轧辊合金含量的增多，凝固时产生的偏析指数增大，造成成分的不均匀程度也越大。为了使合金元素的原子充分扩散，得到成分均匀的奥氏体，在铸造工艺后要进行热处理的步骤。常用的热处理类型有：去应力退火、等温球退火、扩散退火、正火、回火、淬火、深冷处理。其各自的反应温度、时间等工艺参数是决定轧辊产品质量和性能的关键。因此，提高工作辊的强度和耐磨性，必须要优化材料配比，改进热处理工艺，并且设计相配套的专用设备。
技术实现思路
针对以上现有技术存在的缺陷，本专利技术的主要目的在于克服现有技术的不足之处，公开了一种普通锻钢辊坯生产硅钢冷轧工作辊的方法，其特征在于，包括如下步骤，1)原料，按照重量百分比的组分组成：碳：0.8-1.2wt％，硅：0.4-1.1wt％，锰：0.2-0.4wt％，磷：≤0.03wt％，硫：≤0.02wt％，铬：3.5-5wt％，钼：0.4-0.8wt％，钒：0.05-0.25wt％，镍：0.3-0.8wt％，余量为铁和其他杂质；将原料置于中频感应电路内熔炼，充分搅拌，熔炼温度为1680-1750℃，熔炼时间为30-40分钟，制成合金液体；2)开启所述中频感应炉的倾泻孔，将合金液体浇筑在金属模具中；3)待完全冷却后将所述金属模具去除，形成坯料；4)将所述坯料在压机上锻造成型；5)退火后进行超声波探伤；6)粗车加工、超声波探伤；7)调质处理，将粗车加工后的坯料进行保温，保温温度由公式TEMP＝900+α×D确定，保温时间由公式TIME＝β×D；式中：TEMP-保温温度，单位为℃；TIME-保温时间，单位为h；α-温度系数，单位为℃/mm；β-加热系数，单位为h/mm；D-轧辊工作层厚度；其中，温度系数α为1.1℃/mm，加热系数β为0.3h/mm；8)半精加工、超声波探伤；9)淬火；10)深冷处理；11)化霜、回火；12)精加工、二次回火、超声波探伤；13)检测入库；其中，步骤10)的深冷处理，将淬火后的轧辊放入深冷处理装置，温度为-120至-190℃，保温4-5小时。进一步地，其特征在于，步骤9)中淬火温度为950℃，淬火时间为10小时；步骤11)化霜、回火的温度为230℃，时间为90小时；步骤12二次回火温度为200℃，回火保温时间为至少90小时，然后空冷至室温。进一步地，所述深冷处理装置包括设置在地上的深冷箱、设置在地下水平设置的沉淀管，所述深冷箱与所述沉淀管连通，所述沉淀管的一端设置吹风装置，另一端通过管路延伸至所述深冷箱内的轧辊的上方，所述深冷箱的侧壁设置液氮入口；所述吹风装置包括叶轮和电机，所述电机驱动所述叶轮转动。进一步地，还包括驱动装置和进风筒，所述进风筒套装在轧辊外，所述驱动装置设置在所述深冷箱上，驱动所述进风筒转动。进一步地，所述驱动装置包括设置在所述深冷箱顶部的环形导轨、设置在所述进风筒上与所述环形导轨匹配的滑块、设置在所述进风筒上的传动齿轮和驱动所述传动齿轮转动的致动器，利用所述致动器驱动所述传动齿轮转动使所述进风筒转动。进一步地，所述进风筒侧壁上阵列设置若干个凸起的进风口。进一步地，所述进风筒的下部设置用于使所述进风筒外部氮气运动的叶轮。进一步地，所述深冷箱底部为滤板，所述深冷箱通过漏斗状连接池与所述沉淀管侧壁连通。进一步地，还包括用于防止液氮直喷的遮挡罩，所述遮挡罩上设置若干个过滤孔。进一步地，所述吹风装置的进风侧通过管路与所述遮挡罩和所述深冷箱之间连通。本专利技术取得的有益效果：本专利技术对材料配比的调整，并且加入镍，通过冷轧辊进行优化处理，并且在高温的环境下增加保温时间，并且温度根据轧辊工作层厚度进行适应性调整，能够使得轧辊回火后的表面硬度达到50-55HSD，并且进行深冷保温处理，提高轧辊表面的耐磨性、硬度、淬硬层深度以及后期使用中的抗剥落性；另外，本专利技术所提供的工作辊的制备方法中所使用的深冷处理设备，包括沉淀管和吹风装置，将沉淀在底部的氮气重新吹回至深冷箱内，减少了液氮的使用，同时也促进了深冷箱内气体的运动。通过设置遮挡罩，在防止液氮直喷的同时，也对氮气进行了疏导，使氮气分散的更加均匀。另外，通过驱动装置驱动进风筒转动，通过进风筒将氮气引至轧辊处，进一步使轧辊受冷均匀，提高深冷质量；同时在进风筒外壁设置叶轮，借用进风筒的驱动力使叶轮转动，促进深冷箱内气体的运动，使气体分布更加均匀；而且无需额外动力，降低了成本。附图说明图1为深冷处理装置的结构示意图；图2为驱动装置的结构示意图；图3为进风筒的俯视图；图4为吹风装置的结构示意图；附图标记如下：1、深冷箱，2、沉淀管，3、吹风装置，4、驱动装置，5、进风筒，6、叶轮，7、连接池，8、遮挡罩，9、分散器，10、轧辊，31、叶轮，32、电机，41、环形导轨，42、滑块，43、传动齿轮，44、致动器，51、进风口。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1原料，按照重量百分比的组分组成：碳：0.8wt％，硅：0.4wt％，锰：0.2wt％，磷：0.03wt％，硫：0.02wt％，铬：3.5wt％，钼：0.4wt％，钒：0.055wt％，镍：0.3wt％，，余量为铁和其他杂质；将原料置于中频感应电路内熔炼，充分搅拌，熔炼温度为1680℃，熔炼时间为30分钟，制成合金液体；检测：采用光谱分析法检测熔炼完成的合金液体，确定其成分在范围之内。铸造冷开坯：开启所述工频保温炉的倾泻孔，将合金液体浇筑在金属模具中，待完全冷却后将所述金属模具去除。洗刷锻造：通过酸洗洗刷工序，除去表面残留和氧化物，在压机上锻造成型。退火、超声波探伤：退火后，利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种普通锻钢辊坯生产硅钢冷轧工作辊的方法，其特征在于，包括如下步骤，1)原料，按照重量百分比的组分组成：碳：0.8‑1.2wt％，硅：0.4‑1.1wt％，锰：0.2‑0.4wt％，磷：≤0.03wt％，硫：≤0.02wt％，铬：3.5‑5wt％，钼：0.4‑0.8wt％，钒：0.05‑0.25wt％，镍：0.3‑0.8wt％，余量为铁和其他杂质；将原料置于中频感应电路内熔炼，充分搅拌，熔炼温度为1680‑1750℃，熔炼时间为30‑40分钟，制成合金液体；2)开启所述中频感应炉的倾泻孔，将合金液体浇筑在金属模具中；3)待完全冷却后将所述金属模具去除，形成坯料；4)将所述坯料在压机上锻造成型；5)退火后进行超声波探伤；6)粗车加工、超声波探伤；7)调质处理，将粗车加工后的坯料进行保温，保温温度由公式TEMP＝900+α×D确定，保温时间由公式TIME＝β×D；式中：TEMP‑保温温度，单位为℃；TIME‑保温时间，单位为h；α‑温度系数，单位为℃/mm；β‑加热系数，单位为h/mm；D‑轧辊工作层厚度；其中，温度系数α为1.1℃/mm，加热系数β为0.3h/mm；8)半精加工、超声波探伤；9)淬火；10)深冷处理；11)化霜、回火；12)精加工、二次回火、超声波探伤；13)检测入库；其中，步骤10)的深冷处理，将淬火后的轧辊放入深冷处理装置，温度为‑120至‑190℃，保温4‑5小时。...

【技术特征摘要】
1.一种普通锻钢辊坯生产硅钢冷轧工作辊的方法，其特征在于，包括如下步骤，1)原料，按照重量百分比的组分组成：碳：0.8-1.2wt％，硅：0.4-1.1wt％，锰：0.2-0.4wt％，磷：≤0.03wt％，硫：≤0.02wt％，铬：3.5-5wt％，钼：0.4-0.8wt％，钒：0.05-0.25wt％，镍：0.3-0.8wt％，余量为铁和其他杂质；将原料置于中频感应电路内熔炼，充分搅拌，熔炼温度为1680-1750℃，熔炼时间为30-40分钟，制成合金液体；2)开启所述中频感应炉的倾泻孔，将合金液体浇筑在金属模具中；3)待完全冷却后将所述金属模具去除，形成坯料；4)将所述坯料在压机上锻造成型；5)退火后进行超声波探伤；6)粗车加工、超声波探伤；7)调质处理，将粗车加工后的坯料进行保温，保温温度由公式TEMP＝900+α×D确定，保温时间由公式TIME＝β×D；式中：TEMP-保温温度，单位为℃；TIME-保温时间，单位为h；α-温度系数，单位为℃/mm；β-加热系数，单位为h/mm；D-轧辊工作层厚度；其中，温度系数α为1.1℃/mm，加热系数β为0.3h/mm；8)半精加工、超声波探伤；9)淬火；10)深冷处理；11)化霜、回火；12)精加工、二次回火、超声波探伤；13)检测入库；其中，步骤10)的深冷处理，将淬火后的轧辊放入深冷处理装置，温度为-120至-190℃，保温4-5小时。2.根据权利要求1所述的一种普通锻钢辊坯生产硅钢冷轧工作辊的方法，其特征在于，步骤9)中淬火温度为950℃，淬火时间为10小时；步骤11)化霜、回火的温度为230℃，时间为90小时；步骤12二次回火温度为200℃，回火保温时间为至少90小时，然后空冷至室温。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡友根，
申请(专利权)人：江苏润孚机械轧辊制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32