一种含石墨的贝氏体半钢型钢精轧工作辊制造技术

本发明专利技术涉及一种含石墨的贝氏体半钢型钢精轧工作辊，其轧辊辊身工作层采用含有石墨的贝氏体半钢材质，利用离心复合铸造、整体铸造、静态冲洗复合铸造，辊轴采用抗破断强度较高的中碳低合金钢、高碳低合金钢、低合金半钢、低合金石墨钢材料铸造，并借助于特殊的热处理工艺方法，辊面硬度在70‑75HSD。轧辊综合使用寿命较传统半钢、石墨钢、珠光体类球墨铸铁等提高50～100％以上，具有优良的使用特性、经济实用性和推广价值。

A kind of bainite semi steel finishing roll with graphite

【技术实现步骤摘要】
一种含石墨的贝氏体半钢型钢精轧工作辊
本专利技术是一种含石墨的贝氏体半钢型钢精轧工作辊，该轧辊广泛用于大型槽、角型、轨梁等型材精轧及成品轧制工作辊，特别是两辊轧制的深孔型型材轧制的轧辊；还可以用于大型H型钢精轧万能水平辊环、立轧辊环、轧边机工作辊，以及热轧板带(碳钢、不锈钢)粗轧工作辊。
技术介绍
现阶段大型型钢(包括：大角钢、大槽钢)轧制分为两大类：一类为万能轧机，采用四辊轧制，其孔型为四个轧辊组合实现；另一类为两辊轧机，其孔型分别由上下两个轧辊(上辊和下辊)组合完成，其主要特点是：①孔型较深(100～200mm)；②轧机相对对孔型冷却偏弱；③使用到后期轧辊最小直径(孔型底部直径)偏小。对轧辊性能要求：①工作层厚度要求较深(单边厚度150～250mm)；②对公辊表面尖角部位要求耐磨、抗热裂；③对母辊孔型底部尖角部位要求耐磨；③对芯轴要求中后期辊径较小时，要有足够的抗破断能力。目前现阶段型材精轧及成品架主要的使用是传统球墨铸铁轧辊包括：①常规静态浇铸轧辊辊面硬度只能控制在58-63HSD，②对离心复合轧辊辊面硬度只能控制在63-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含石墨的贝氏体半钢型钢精轧工作辊，结构是由辊身1-1、辊颈1-2和轴头1-3所组成，其特征在于：包括设置在辊身上的工作层组织，所述的工作层组织是由以下化学成分所组成：C1.5-2.5、Si1.2-1.8、Mn0.8-1.2、Cr1.5-3.5、Ni1.8-2.5、Mo0.6-1.5、V0.05-0.2、Al0.02-0.03、O≤0.015；辊身有效工作层厚度150-250mm；辊面硬度70-75HSD及孔型底部硬度68-73HSD；/n所述的辊颈采用低合金石墨钢，其是由以下化学成分所组成：C1.0-1.4、Si1.0-1.3、Mn0.5-0.8、Cr≤0.1、Ni≤0.1、Mo≤0....

【技术特征摘要】
1.一种含石墨的贝氏体半钢型钢精轧工作辊，结构是由辊身1-1、辊颈1-2和轴头1-3所组成，其特征在于：包括设置在辊身上的工作层组织，所述的工作层组织是由以下化学成分所组成：C1.5-2.5、Si1.2-1.8、Mn0.8-1.2、Cr1.5-3.5、Ni1.8-2.5、Mo0.6-1.5、V0.05-0.2、Al0.02-0.03、O≤0.015；辊身有效工作层厚度150-250mm；辊面硬度70-75HSD及孔型底部硬度68-73HSD；
所述的辊颈采用低合金石墨钢，其是由以下化学成分所组成：C1.0-1.4、Si1.0-1.3、Mn0.5-0.8、Cr≤0.1、Ni≤0.1、Mo≤0.1、P≤0.03、S≤0.03，辊颈抗拉强度550-750Mpa；
所述的工作层组织是由两部分所组成的混合组织，其中主要部分包括有点块和团絮状石墨、呈断续分布的一次碳化物以及以粒状贝氏体为主的基体组织，其余部分包括上贝氏体的回火组织、少量回火索氏体的基体组织和以弥散分布于基体上的颗粒状二次碳化物，所述的石墨的面积百分比为1～2％，一次碳化物的面积百分比为10～15％，基体组织中贝氏体总量占基体面积百分比50～65％，弥散的颗粒状二次碳化物占基体面积百分比15～20％；
所述的辊身、辊颈以及轴头所组成的轧辊可采用离心钢芯复合制造方法、整体静态铸造方法、离心球芯复合制造方法和离心镶套复合制造方法中的一种方法进行制造；
所述的工作层组织是依次通过特殊的孕育、变质处理以及特殊的热处理工艺所形成，其工作层组织中的石墨、一次碳化物的数量分布是采用所述的特殊的孕育和变质处理实现：即在外层金属液出炉前扒净炉内余渣，向炉内金属液内插入钢水质量百分比的0.03％的铝饼或用喂丝机加入铝丝使其产生脱氧，采用包底加CaSi0.1-0.2％、SiFe0.2-0.3％孕育剂进行包底孕育,出炉随金属流冲入CaSi0.1％、SiFe0.1-0.2％孕育剂进行随流孕育，同时冲入0.1-0.20％Vfe变质剂进行碳化物的变质处理，同时实现对石墨的孕育、一次碳化物的变质和细化原态晶粒的处理。


2.根据权利要求1所述的一种含石墨的贝氏体半钢型钢精轧工作辊，其特征在于：所述的工作层组织的最终基体组织、二次碳化物状态及分布是由所述的特殊的热处理工艺实现的，所述的特殊的热处理工艺包括以下步骤：
S1：对原始组织、应力及分布进行调整为最终淬火做准备的预备热处理，采用热开箱，然后依次进行扩散退火和组织球化处理；
S2：成品态组织实现与过程控制的最终热处理，即对预备热处理后的辊身按成品孔型加工图留适当热后加工余量粗加工后，依次进行淬火处理和回火处理。


3.根据权利要求1所述的一种含石墨的贝氏体半钢型钢精轧工作辊，其特征在于：所述的步骤S1中的扩散退火和组织球化处理是指：在480～550℃之间热开箱后，红热的铸件入炉，在500℃均温后，以≤20℃/小时速度升温至650～680℃保温消除原始铸造应力，并使工件进入塑性转变区；全功率极速升温至1060℃保温30-40小时，完成微区间的元素扩散，打断铸造一次碳化物网；经风冷至再结晶温度以下，辊面温度550℃左右在空气自然冷却至无明显返温，入炉在560～600℃均温后，升温经过再结晶温度，在780℃保温25-30小时完成基体组织的球化转变，炉冷至100℃以下出炉。


4.根据权利要求1所述的一种含石墨的贝氏体半钢型钢精轧工作辊，其特征在于：所述的步骤S2中的淬火处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：周守行，戴鹏宇，花之仁，万建荣，华楠，汪晨晨，徐文俊，赵冬华，
申请(专利权)人：三鑫重工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32