高合金锻钢BD辊及其制造方法技术

本发明专利技术涉及高合金锻钢BD辊及其制造方法，属于轧辊加工技术领域。轧辊材质中的化学组分及重量百分含量为，C 0.40～0.70%；Si 0.2～0.80%；Mn 0.40～1.00%；Cr 2.50～4.00%；Mo 0.40～1.00%；Ni≤0.40%；S≤0.015%；P≤0.015%；其余为Fe和不可避免的杂质。高合金锻钢BD辊的制造方法，包括以下工艺步骤，1）按照高合金锻钢BD辊材质中的化学组分及重量百分含量配制钢材原料，按照辊坯生产工艺制得辊坯；2）对辊坯进行粗加工、预开孔型；3）对辊坯进行整体调质处理和辊身淬火热处理；4）对辊坯进行精加工，得到BD辊。

BD roll of high alloy forged steel and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
高合金锻钢BD辊及其制造方法
本专利技术涉及高合金锻钢BD辊及其制造方法，属于轧辊加工

技术介绍
对于型钢轧机粗轧机架开坯轧辊，通常加工有较深的孔槽，由于轧制温度高，轧制压力大，且坯料需要反复咬入，在轧制过程中，轧辊孔型内金属的变形很不均匀，以及由于型材各部位的温度，变形量与轧辊辊面的相对速度都不相同，致使轧辊各部位承受的温度应力及前后摩擦力相差也很大，要求轧辊应具有较高的强度和抗热裂性，同时具有一定的耐磨性。目前国内外大多采用铸钢轧辊或60CrMo、60CrMnMo等材质的锻钢轧辊，因材质合金含量低，耐磨性差，轧辊在机时间较短。此外，由于孔型很深，使轧辊的有效直径减小，因此同时要求轧辊应兼有足够的强度和韧性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高合金锻钢BD辊及其制造方法，以解决现有BD辊表面耐磨性差、强度和抗热裂性不足等问题，提高BD轧辊的耐磨性和强韧性，延长BD辊的在机时间，提高轧辊的使用寿命。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种高合金锻钢BD辊，轧辊材质中的化学组分及重量百分含量为，C0.40～0.70％；Si0.2～0.80％；Mn0.40～1.00％；Cr2.50～4.00％；Mo0.40～1.00％；Ni≤0.40％；S≤0.015％；P≤0.015％；其余为Fe和不可避免的杂质。一种高合金锻钢BD辊的制造方法，包括以下工艺步骤，1)按照高合金锻钢BD辊材质中的化学组分及重量百分含量配制钢材原料，按照辊坯生产工艺制得辊坯；2)对辊坯进行粗加工、预开孔型；3)对辊坯进行整体调质处理和辊身淬火热处理；4)对辊坯进行精加工，得到BD辊。本专利技术上述技术方案的进一步改进在于：所述步骤1)中辊坯生产工艺的具体过程为，将钢材原料用电弧炉和LF/VD精炼炉进行冶炼，对化学组分及重量百分含量进行化验，化验合格后模铸成钢锭，钢锭锻造成锻坯，对锻坯进行锻后热处理，最后对锻坯进行车削加工得到辊坯。本专利技术上述技术方案的进一步改进在于：所述锻坯车削加工包括对辊身和辊颈的车削加工，其中辊身车削加工包括加工出孔型。本专利技术上述技术方案的进一步改进在于：所述步骤3)中调质热处理的具体过程为，将粗车后的辊坯加热至890～920℃，保温时间18～24h；将保温后的辊坯进行水淬，水淬时间为60～80min，再将辊坯加热至600～650℃进行高温回火，高温回火保温时间为25～35h。本专利技术上述技术方案的进一步改进在于：所述步骤3)中辊身淬火热处理的具体过程为，将调质热处理后的辊坯辊颈部分用保温材料包裹，先在800～850℃加热炉内预热，然后转移至差温热处理炉内对辊身快速加热，加热温度1020～1050℃，保温时间4～6h，将保温后的辊身进行喷雾淬火，再将辊坯加热至450～550℃进行高温回火，高温回火时间为60～120h。本专利技术上述技术方案的进一步改进在于：所述BD辊的辊身表面硬度为50～65HSD。本专利技术上述技术方案的进一步改进在于：锻坯的锻后热处理为退火处理，退火的温度为650℃～700℃，保温时间为40～60h。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术效果有：本专利技术通过对BD辊材质和制造方法的改进，获得了一种具有高的耐磨性和抗热疲劳性能的BD辊，在同样的使用条件下，本专利技术的轧辊使用寿命比常规BD辊材料制造的轧辊提高了50％以上。本专利技术在BD辊材质中的化学组分及重量百分含量上做了较大改进，本专利技术提高了Cr和Mo的含量，Cr、Mo是强碳化物形成元素，增加碳化物含量，提高材料的耐磨性，Mo同时能提高轧辊的回火稳定性，进而提高轧辊抗热裂性能。本专利技术对BD辊的制造工艺步骤进行较大的改进，采用锻造生产辊坯的工艺能够保证辊坯高的纯净度，良好的冶金质量，得到均匀细密的锻造组织。通过对辊坯采用预先开出孔型再热处理的工艺，使轧辊在孔槽侧壁或槽底能够获得一定深度均匀的硬度层，使轧辊抗热裂性及耐磨性大大提高。对辊坯进行预备热处理，使得辊坯获得较高的综合机械性能，保证辊颈硬度和强韧性要求。之后采用对辊坯辊颈部分用保温材料包裹的方式对辊身进行淬火处理，并且辊身的淬火处理的加热方式是先在加热炉内预热，然后转移至差温热处理炉内对辊身快速加热，使辊身获得较高的硬度，进一步提高辊身的耐磨性，尤其是辊身的工作层具有良好的硬度和耐磨性。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明：本专利技术是一种高合金锻钢BD辊及其制造方法。该轧辊是型钢轧机粗轧机架开坯轧辊。首先改进了BD辊材质中的化学组分，然后对BD辊的制造工艺进行了改进，使BD辊具有良好的性能。一种高合金锻钢BD辊，轧辊材质中的化学组分及重量百分含量为，C0.40～0.70％；Si0.20～0.80％；Mn0.40～1.00％；Cr2.50～4.00％；Mo0.40～1.00％；Ni≤0.40％；S≤0.015％；P≤0.015％；其余为Fe和不可避免的杂质。进一步的，上述高合金锻钢BD辊的材质中的化学组分及重量百分含量优先地为，C0.45～0.62％；Si0.31～0.68％；Mn0.50～0.78％；Cr2.83～3.50％；Mo0.45～0.73％；Ni≤0.17％；S≤0.009％；P≤0.012％；其余为Fe和不可避免的杂质。高合金锻钢BD辊的制造方法，包括以下工艺步骤，1)按照高合金锻钢BD辊材质中的化学组分及重量百分含量配制钢材原料，按照辊坯生产工艺制得辊坯；辊坯生产工艺的具体过程为，将钢材原料用电弧炉和LF/VD精炼炉进行冶炼，对化学组分及重量百分含量进行化验，化验合格后模铸成钢锭，钢锭锻造成锻坯，对锻坯进行锻后热处理，最后对锻坯进行车削加工得到辊坯。锻坯的锻后热处理为退火处理，退火的温度为650℃～700℃，保温时间为40～60h。2)对辊坯进行粗加工、预开孔型；锻坯车削加工包括对辊身和辊颈的车削加工，其中辊身车削加工包括加工出孔型。3)对辊坯进行整体调质处理和辊身淬火热处理；调质热处理的具体过程为，将粗车后的辊坯加热至890～920℃，保温时间18～24h；将保温后的辊坯进行水淬，水淬时间为60～80min，再将辊坯加热至600～650℃进行高温回火，高温回火保温时间为25～35h。辊身淬火热处理的具体过程为，将调质热处理后的辊坯辊颈部分用保温材料包裹，先在800～850℃加热炉内预热，然后转移至差温热处理炉内对辊身快速加热，加热温度1020～1050℃，保温时间4～6h，将保温后的辊身进行喷雾淬火，再将辊坯加热至450～550℃进行高温回火，高温回火时间为60～120h。4)对辊坯进行精加工，得到BD辊。最终得到的辊身表面硬度为50～65HSD。本专利技术的技术方案根据BD辊的使用性能需求，对其化学组分及重量百分含量进行了改进，同时结合制作工艺的改进，设计了合理有效的工艺步骤以及工艺参数，提高了BD辊的耐磨性以及抗热裂性。该技术方案使辊身以及辊身上的孔槽壁和孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高合金锻钢BD辊，其特征在于：轧辊材质中的化学组分及重量百分含量为，C0.40～0.70%；Si 0.2～0.80%；Mn 0.40～1.00%；Cr 2.50～4.00%；Mo 0.40～1.00%；Ni ≤0.40%；S ≤0.015%；P ≤0.015%；其余为Fe和不可避免的杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种高合金锻钢BD辊，其特征在于：轧辊材质中的化学组分及重量百分含量为，C0.40～0.70%；Si0.2～0.80%；Mn0.40～1.00%；Cr2.50～4.00%；Mo0.40～1.00%；Ni≤0.40%；S≤0.015%；P≤0.015%；其余为Fe和不可避免的杂质。


2.一种权利要求1中的高合金锻钢BD辊的制造方法，其特征在于：包括以下工艺步骤，
1）按照高合金锻钢BD辊材质中的化学组分及重量百分含量配制钢材原料，按照辊坯生产工艺制得辊坯；
2）对辊坯进行粗加工、预开孔型；
3）对辊坯进行整体调质处理和辊身淬火热处理；
4）对辊坯进行精加工，得到BD辊。


3.根据权利要求2所述的高合金锻钢BD辊的制造方法，其特征在于：所述步骤1）中辊坯生产工艺的具体过程为，将钢材原料用电弧炉和LF/VD精炼炉进行冶炼，对化学组分及重量百分含量进行化验，化验合格后模铸成钢锭，钢锭锻造成锻坯，对锻坯进行锻后热处理，最后对锻坯进行车削加工得到辊坯。


4.根据权利要求3所述的高合金锻钢BD辊的制造方法，其特征在于：所述锻坯车削加工包括对辊身和辊颈的车削加...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘娣，杨昱东，党坤会，
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