一种MC5冷轧锻钢工作辊的锻造及锻后处理方法技术

本发明专利技术涉及一种MC5冷轧锻钢工作辊的锻造及锻后处理方法，包括步骤：锻造前，对MC5电渣钢锭进行高温加热；对MC5电渣钢锭进行扩散，在大于设定值的锻造比下，采用三向锻造变形工艺进行锻造；对锻造后的MC5电渣钢锭进行解刨分析，得出实际的总扩散系数；在锻造的MC5冷轧锻钢工作辊成型前，将锻造后的MC5电渣钢锭放入专用锻圆模具继续锻造成型。本发明专利技术的有益效果是：改善了MC5冷轧锻钢工作辊的化学成分偏析和组织不均匀、晶粒细化等问题；消除了液析、网状碳化物和带状组织，使碳化物更细小、更均匀；延缓使用过程中产生的疲劳裂纹，提升了轧辊的耐磨性、接触疲劳强度和抗剥落性，从而提高轧辊质量，延长使用寿命。延长使用寿命。延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种MC5冷轧锻钢工作辊的锻造及锻后处理方法


[0001]本专利技术属于MC5冷轧锻钢材料性能改善
，尤其涉及一种MC5冷轧锻钢工作辊的锻造及锻后处理方法。

技术介绍

[0002]目前，MC5冷轧锻钢多含有0.8～0.9％的C以及5％的Cr，该类钢碳和合金含量较高，在凝固过程中遵循选分结晶的自然规律，在树枝状晶之间易析出大颗粒碳化物，即碳化物液析。碳化物液析硬度和脆性极高，易与奥氏体形成亚稳态莱氏体共晶产物，造成材料严重的成分偏析和组织不均匀。
[0003]然而，MC5冷轧锻钢工作辊的工作面需要具有良好的接触疲劳强度和抗剥落性，材料成分和组织不均匀将严重影响接触疲劳强度和抗剥落性，使MC5冷轧锻钢工作辊工作面出现龟裂和剥落等缺陷。
[0004]因此，需要对造成MC5冷轧锻钢工作辊的工作面不均匀的液析碳化物、网状碳化物和带状组织提出严格要求，还需克服冷轧锻钢工作辊用钢锭的不均匀性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中MC5冷轧锻钢工作辊的工作面材料成分和组织不均匀，严重影响接触疲劳强度和抗剥落性，使MC5冷轧锻钢工作辊工作面出现龟裂和剥落等不足，提供一种MC5冷轧锻钢工作辊锻造及锻后处理方法。
[0006]这种MC5冷轧锻钢工作辊的锻造及锻后处理方法，包括以下步骤：
[0007]锻造前，对MC5电渣钢锭进行高温加热；
[0008]给定总扩散系数，对MC5电渣钢锭进行扩散，在大于设定值的锻造比下，采用三向锻造变形工艺，对扩散后的MC5电渣钢锭进行锻造：在长宽高三个方向上都采用反复镦粗拔长工艺对MC5电渣钢锭进行锻造变形，锻造变形时的总锻造比Y＝y1+y2+y3，其中y
1、
y2和y3分别为MC5电渣钢锭长度、宽度和高度方向上的锻造比；
[0009]对锻造后的MC5电渣钢锭进行解刨分析，得出实际的总扩散系数；
[0010]在锻造的MC5冷轧锻钢工作辊成型前，将锻造后的MC5电渣钢锭放入专用锻圆模具继续锻造成型；专用锻圆模具用于进一步降低MC5冷轧锻钢工作辊锻造成型时的终锻温度，并且细化晶粒；
[0011]将采用锻圆模具锻造成型的MC5冷轧锻钢工作辊进行正火后，快速空冷。
[0012]作为优选，在大于4.0的锻造比下，采用三向锻造变形工艺。
[0013]作为优选，对锻造后的MC5电渣钢锭进行解刨分析，得出实际的总扩散系数的具体方式为：
[0014]在锻造后MC5电渣钢锭的1/2半径处取样分析，若取样分析得出碳化物带状、液析、碳化物网状均小于1级，则确定实际的总扩散系数上限；若取样分析得出碳化物带状、液析、碳化物网状均大于1级，则根据碳化物带状、液析、碳化物网状级别增大总扩散系数后，重复
上述的锻造和取样分析过程，直至碳化物带状、液析、碳化物网状均小于1级，得到实际的总扩散系数；实际的总扩散系数∑D的公式为：
[0015]∑D＝∑(a
ⅰ
×
h
ⅰ
)
[0016]上式中，a
ⅰ
表示不同温度下每小时的保温扩散系数，h
ⅰ
表示加热时的保温时间；
[0017]其中：
[0018]a
ⅰ
＝(ξ/d
ⅰ
)
[0019]上式中，ξ为设定常数；d
ⅰ
为加热时的当量直径，单位为mm。
[0020]本专利技术的有益效果是：本专利技术对MC5冷轧锻钢工作辊的锻造加热工艺、锻造变形过程及参数、锻造专用工装使用、锻后热处理工艺等关键技术进行了研究改善；改善了MC5冷轧锻钢工作辊的化学成分偏析和组织不均匀、晶粒细化等问题；消除了液析、网状碳化物和带状组织，使碳化物更细小、更均匀；延缓了MC5冷轧锻钢工作辊使用过程中产生的疲劳裂纹，提升了轧辊的耐磨性、接触疲劳强度和抗剥落性，从而提高轧辊质量，延长了使用寿命。
附图说明
[0021]图1为MC5冷轧锻钢工作辊正火及空冷示意图。
具体实施方式
[0022]下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术。应当指出，对于本
的普通人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以对本专利技术进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本专利技术权利要求的保护范围内。
[0023]作为一种实施例，这种MC5冷轧锻钢工作辊的锻造及锻后处理方法，包括以下步骤：
[0024]枝晶偏析是金属材料凝固时不可避免的成分不均匀现象，锻造前，通过对MC5电渣钢锭进行高温加热，该加热温度保证MC5冷轧锻钢中C、Cr、Mo等元素在设定的总扩散系数下由浓度较高的枝晶间向浓度较低的枝晶臂主轴中迁移，浓度差减小，成分分布趋于均匀化，以改善钢锭的枝晶偏析；
[0025]对于MC5电渣钢锭，只能通过合理的锻造变形和锻造方法，将粗大的碳化物破碎细化，并使其均匀分布；给定总扩散系数，对MC5电渣钢锭进行扩散(如总扩散系数为22)，在大于设定值4.0的锻造比下，采用三向锻造变形工艺，对扩散后的MC5电渣钢锭进行锻造，改善横向性能：变形程度的大小直接影响锻件内碳化物的细化程度和分布情况，在长宽高三个方向上都采用反复镦粗拔长工艺对MC5电渣钢锭进行锻造变形，可使坯料的均匀性进一步提高，改善横向性能；锻造变形时的总锻造比Y＝y1+y2+y3，其中y
1、
y2和y3分别为MC5电渣钢锭长度、宽度和高度方向上的锻造比；随着总锻造比的增大，粗大碳化物被破碎，偏析级别不断下降，使MC5电渣钢锭的成分和组织均匀化；
[0026]对锻造后的MC5电渣钢锭进行解刨分析，得出实际的总扩散系数：在锻造后MC5电渣钢锭的1/2半径处取样分析，若取样分析得出碳化物带状、液析、碳化物网状均小于1级，则确定实际的总扩散系数上限；若取样分析得出碳化物带状、液析、碳化物网状均大于1级，则根据碳化物带状、液析、碳化物网状级别增大总扩散系数后，重复上述的锻造和取样分析过程，直至碳化物带状、液析、碳化物网状均小于1级，得到实际的总扩散系数(合理的实际
总扩散系数为18.5～26.5)；为使C、Cr、Mo等扩散有效，实际的总扩散系数∑D的公式为：
[0027]∑D＝∑(a
ⅰ
×
h
ⅰ
)
[0028]上式中，a
ⅰ
表示不同温度下每小时的保温扩散系数，h
ⅰ
表示加热时的保温时间；
[0029]其中：
[0030]a
ⅰ
＝(ξ/d
ⅰ
)
[0031]上式中，ξ为设定常数；d
ⅰ
为加热时的当量直径，单位为mm；
[0032]材料的晶粒尺寸对碳化物析出颗粒的大小和分布有较大影响，材料晶粒粗大，会使碳化物析出颗粒增大并呈链状和网状分布；因此在锻造的MC5冷轧锻钢工作辊成型前，将锻造后的MC5电渣钢锭放入专用锻圆模具继续锻造成型；专用锻圆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MC5冷轧锻钢工作辊的锻造及锻后处理方法，其特征在于，包括以下步骤：锻造前，对MC5电渣钢锭进行高温加热；给定总扩散系数，对MC5电渣钢锭进行扩散，在大于设定值的锻造比下，采用三向锻造变形工艺，对扩散后的MC5电渣钢锭进行锻造：在长宽高三个方向上都采用反复镦粗拔长工艺对MC5电渣钢锭进行锻造变形，锻造变形时的总锻造比Y＝y1+y2+y3，其中y
1、
y2和y3分别为MC5电渣钢锭长度、宽度和高度方向上的锻造比；对锻造后的MC5电渣钢锭进行解刨分析，得出实际的总扩散系数；在锻造的MC5冷轧锻钢工作辊成型前，将锻造后的MC5电渣钢锭放入专用锻圆模具继续锻造成型；专用锻圆模具用于进一步降低MC5冷轧锻钢工作辊锻造成型时的终锻温度，并且细化晶粒；将采用锻圆模具锻造成型的MC5冷轧锻钢工作辊进行正火后，快速空冷。2.根据权利要求1所述的MC5冷轧锻钢工作辊的锻造及锻后处理方法，其特征在于：在大于4.0的锻造比下，采用三向锻造变形工艺。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄智，宋雷钧，李祝茂，
申请(专利权)人：江苏裕隆特种金属材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：