本发明专利技术公开了一种高钛高速钢轧辊及其制造方法，属于金属材料技术领域。本发明专利技术高钛高速钢轧辊化学组分以质量百分含量表示为：1.4～1.8C、0.2～0.5Si、0.2～0.5Mn、0～0.03P、0～0.03S、0.6～1.0Ni、1.5～2.0Mo、2.0～5.0Ti、11～13Cr，其余为Fe和不可避免杂质。本发明专利技术高钛高速钢轧辊材料中，W、Mo、V等贵重金属的加入量较少，成本显著降低，节约珍惜矿产资源。
A High Titanium High Speed Steel Roll and Its Manufacturing Method
The invention discloses a high titanium high speed steel roll and a manufacturing method thereof, which belongs to the technical field of metal materials. The chemical composition of the high-titanium high-speed steel roll is expressed as 1.4-1.8C, 0.2-0.5Si, 0.2-0.5Mn, 0-0.03P, 0-0.03S, 0.6-1.0Ni, 1.5-2.0Mo, 2.0-5.0Ti, 11-13Cr, and the rest are Fe and inevitable impurities. In the high titanium high speed steel roll material of the invention, the addition amount of W, Mo, V and other precious metals is less, the cost is significantly reduced, and the precious mineral resources are saved.
【技术实现步骤摘要】
一种高钛高速钢轧辊及其制造方法
本专利技术涉及金属材料
，尤其涉及一种高钛高速钢轧辊及其制造方法。
技术介绍
目前国内外高速钢轧辊的制造大量采用的是W-Mo和W-Mo-V等系列的高速钢材质，由于大量的使用W、Mo、V等贵重金属导致成本的增加和对稀缺金属资源的极大浪费。日本专利JP2007056722也提供了一种具有高耐磨性、高韧性的高速钢轧辊材料。中国专利CN1264749公开了一种高耐磨性铸造高速钢，适用于大型耐磨件、复合轧辊工作层，它的具体化学成分(质量％)如下：1.8-4.2C，2-12W，3-12Mo，4-15Cr，0-10Co，2.5-10V，0.3-2.5Nb，0.-1.5Si，0.3-0.8Mn，0.02-0.6Al，0.02-0.1N，S≤0.03，P≤0.03，其余为Fe。美国专利US20060097953公开了一种离心复合轧辊制造方法，其具体化学成分为：2.5-9％C，0.1-3.5％Si，0.1-3.5％Mn，11-40％V，余量Fe。中国专利CN201410085918公开了一种离心铸造的易切削高速钢轧辊制造方法，同时也公开了其退化、淬火和回火工艺以保证离心铸造态及随后的热处理过程中得到含有石墨的高速钢基体，其热处理过程复杂、升温速度慢，生产周期长等缺点，且以上专利技术提供的轧辊材料都大量使用Mo、W、V等贵重金属，导致制造成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高钛高速钢轧辊及其制造方法。实现本专利技术目的的技术方案是：一种高钛高速钢轧辊，由下列组分组成，化学组分以质量百分含量表示为：1.4～1.8C、0.2～0.5Si、0.2～0.5Mn、0～0.03P、0～0.03S、0.6～1.0Ni、1.5～2.0Mo、2.0～5.0Ti、11～13Cr，其余为Fe和不可避免杂质。一种高钛高速钢轧辊的制造方法，包含以下步骤：熔炼，在中频炉内加入一定配比的废钢、钼铁、铬铁、和纯镍进行熔炼，熔清后取样分析，根据炉前样成分调整炉内化学成分，在出钢前2-5分钟内加入钛铁，并升温至1650～1670℃时出钢。高温熔炼脱气去夹带杂质，出钢前2-5分钟内加入钛铁减少钛的氧化。炉外孕育变质处理，出钢过程中随流加入钢的硅钙钡合金对钢水进行孕育变质处理，加入量为每吨钢加入2～4Kg。离心复合铸造：当包内钢水降温至1420～1460℃时快速将钢水浇入高速旋转的铸型内，浇完后向铸型内加入8～10Kg/m2的O型保护渣，当轧辊外层内表面的温度降至1250～1280℃时向铸型内浇入1480～1520℃的石墨钢钢水形成10～50mm厚的过渡层，当过渡层内表面温度降至1280～1300℃时停机合箱，随后向轧辊铸型内填入1370～1400℃的芯部球铁水，浇完后对铸型进行保温处理，冷却到80℃以下后开箱。在此工艺执行下可获得良好的内外层结合，外层组织致密，石墨钢过渡层有效的阻止了外层合金向芯部的渗入避免了芯部球铁性能的恶化。粗加工及热处理：粗加工后的轧辊进行1050～1080℃的淬火来高温硬化材料提升耐磨性，然后进行500-550℃的回火热处理来稳定轧辊组织，消除轧辊内应力。经过大量工艺试验获得的高钛高速钢轧辊最佳的热处理工艺温度，在此温度下进行淬火和回火。精加工：对热处理完成后的轧辊进行精加工达到规定形状和尺寸，即得到符合要求的高钛高速钢轧辊。所述高钛高速钢轧辊出钢前的成分要求，化学组分以质量百分含量表示为：1.4～1.8C、0.2～0.5Si、0.2～0.5Mn、0～0.03P、0～0.03S、0.6～1.0Ni、1.5～2.0Mo、2.0～5.0Ti、11～13Cr，其余为Fe和不可避免杂质。采用了上述技术方案，本专利技术具有以下的有益效果：(1)本专利技术高钛高速钢轧辊材料中，W、Mo、V等贵重金属的加入量较少，成本显著降低，节约珍惜矿产资源。(2)本专利技术通过提高铬和钛的加入量，形成稳定的碳化铬和碳化钛，具备优良的热稳定性和耐磨性。具体实施方式(实施例1)本实施例的高钛高速钢轧辊为直径为700х1780mm的板带工作辊，其目标高钛高速钢化学组分要求(以质量百分含量表示为)：1.4～1.8C、0.2～0.5Si、0.2～0.5Mn、0～0.03P、0～0.03S、0.6～1.0Ni、1.5～2.0Mo、2.0～5.0Ti、11～13Cr，其余为Fe和不可避免杂质。1)、熔炼：在中频炉内加入一定配比的废钢、钼铁、铬铁、和纯镍进行熔炼，熔清后取样分析，根据炉前样成分调整炉内化学成分，在出钢前2分钟内加入钛铁，出钢终样高钛高速钢化学组分(以质量百分含量表示为)：C为1.78、Si为0.48、Mn为0.29、P为0.029、S为0.022、Ni为0.88、Mo为1.46、Ti为3.45、Cr为12.1，其余为Fe和不可避免杂质，且最终出钢温度为1650℃。2)、炉外孕育变质处理：出钢过程中随流加入2Kg/吨钢的硅钙钡合金对钢水进行孕育变质处理。3)、离心复合铸造：当包内钢水降温至1420℃时快速将钢水浇入转速为24m/s且温度为80～120℃的离心铸型内，浇完后向铸型内加入8Kg/m2的O型保护渣，当轧辊外层内表面的温度降至1250℃时向铸型内浇入1480℃的石墨钢钢水形成50mm厚的过渡层，当过渡层内表面温度降至1280℃时停机合箱，随后向轧辊铸型内填入1370℃的芯部球铁水，浇完后对铸型进行保温处理，冷却到68℃时开箱。4)、粗加工及热处理：把粗加工好的轧辊装入台车式电阻热处理炉内，以90℃/h的速度升温至955℃并保温4.5小时，随后快速升温至1050℃并保温4小时，随后出炉进行风冷淬火，当轧辊表面温度降至420～450℃时停止风冷淬火，随后把轧辊吊入台车式电阻热处理炉内进行500℃的均温处理，保温18～24小时后把轧辊吊出台车式电阻热处理炉进行空冷至室温即完成淬火工艺。把淬火冷却后的轧辊装入回火炉内，以88℃/h的速度升温至500℃并保温38小时进行回火处理，保温结束后把轧辊吊出炉内空冷至室温。5)、精加工：对热处理完成后的轧辊进行精加工即得到符合要求的高钛高速钢轧辊。本实施例的高钛高速钢轧辊通过成本核算制造成本降低了58％，上机使用后耐磨性提高23％，取得了满意的使用效果。(实施例2)制造一支直径为380х650mm的棒线精轧辊，其目标高钛高速钢化学组分要求(以质量百分含量表示为)：1.4～1.8C、0.2～0.5Si、0.2～0.5Mn、0～0.03P、0～0.03S、0.6～1.0Ni、1.5～2.0Mo、2.0～5.0Ti、11～13Cr，其余为Fe和不可避免杂质。1)、熔炼：在中频炉内加入一定配比的废钢、钼铁、铬铁、和纯镍进行熔炼，熔清后取样分析，根据炉前样成分调整炉内化学成分，在出钢前3分钟内加入钛铁，出钢终样高钛高速钢化学组分(以质量百分含量表示为)：C为1.52、Si为0.34、Mn为0.49、P为0.021、S为0.027、Ni为0.65、Mo为1.76、Ti为4.45、Cr为11.8，其余为Fe和不可避免杂质，且最终出钢温度为1670℃。2)、炉外孕育变质处理：出钢过程中随流加入3.3Kg/吨钢的硅钙钡合金对钢水进行孕育变质处理。3)、离心复合铸造：当包内钢水降温至1455℃时快速将钢水浇本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高钛高速钢轧辊，其特征在于由下列组分组成，化学组分以质量百分含量表示为：1.4～1.8C、0.2～0.5Si、0.2～0.5Mn、0～0.03P、0～0.03S、0.6～1.0Ni、1.5～2.0Mo、2.0～5.0Ti、11～13Cr，其余为Fe和不可避免杂质。
【技术特征摘要】
1.一种高钛高速钢轧辊，其特征在于由下列组分组成，化学组分以质量百分含量表示为：1.4～1.8C、0.2～0.5Si、0.2～0.5Mn、0～0.03P、0～0.03S、0.6～1.0Ni、1.5～2.0Mo、2.0～5.0Ti、11～13Cr，其余为Fe和不可避免杂质。2.一种高钛高速钢轧辊的制造方法，包含以下步骤：1)熔炼，在中频炉内加入一定配比的废钢、钼铁、铬铁、和纯镍进行熔炼，熔清后取样分析，根据炉前样成分调整炉内化学成分，在出钢前2-5分钟内加入钛铁，并升温至1650～1670℃时出钢；2)炉外孕育变质处理，出钢过程中随流加入硅钙钡合金对钢水进行孕育变质处理，加入量为每吨钢加入2～4Kg；3)离心复合铸造：当包内钢水降温至1420～1460℃时快速将钢水浇入高速旋转的铸型内，浇完后向铸型内加入8～10Kg/m2的O型保护渣，当轧辊外层内表面...
【专利技术属性】
技术研发人员：许健，周国祥，张玥，
申请(专利权)人：常州凯达重工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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