【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料领域，尤其是一种轧辊及其制造方法。
技术介绍
1、连轧机组是较为先进的钢管轧机，它是穿孔后的毛管套在长芯棒上，经过多机架顺次排列且相邻机架辊缝互错90°的连续轧管机进行轧制。
2、mpm轧机连轧辊的材质大多为镍铬钼无限冷硬球墨铸铁(也称珠光体球墨铸铁)、镍钼无限冷硬球墨铸铁(也称针状球墨铸铁)孔型部分硬度hsd50-60。国外设计的连轧辊第一架有采用锻钢或石墨钢材质，以进一步提高该架次连轧辊的强度。
3、由于无缝钢管高钢级、不锈钢、难变形钢种的增加，mpm轧机轧辊出现不耐磨、断轴等现象，一直困扰着无缝钢管轧制作业者及轧辊厂家。对生产组织、成本、设备、人员造成重大压力。
技术实现思路
1、本专利技术采用一种新型组合材质的生产方式，骨架层采用低碳合金钢材质锻造生产，提升强度、韧性，解决断轴问题；工作层采用增材制造方式，熔敷高合金材质复合形成，提升其耐磨性，并根据增材高合金材质制备过程中热处理条件，提供一种mpm连轧辊及其制造方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种mpm连轧辊，包括骨架层和工作层，其特征在于：骨架层各成分的质量百分含量为c 0.2～0.6％、si 0.2～0.6％、mn 0.5～1.0％、cr 0.7～0.9％、ni0～0.5％、mo 0.15～0.30％、p≤0.03％、s≤0.03％，其余为fe和不可避免的杂质；工作层的各成分的质量百分含量为c 0.3～0.6％、c
4、本专利技术技术方案制造方法的进一步改进在于：选择符合骨架层成分的原料进行钢锭制作，将制作的钢锭进行锻造成型并进行热处理，按照工作层各部分化学成分的要求制作增材材料并完成熔敷增材，二次热处理后进行机加工得到mpm连轧辊。
5、本专利技术技术方案制造方法的进一步改进在于：钢锭制作的原料选用生铁、废钢、料头等按照先后顺序加入电弧炉，得到初练钢水，初练钢水转至lf钢包精炼炉中进一步调整成分，得到成品钢水并得到钢锭。
6、本专利技术技术方案制造方法的进一步改进在于：所述锻造阶段将钢锭放入加热炉加热，到温后，出炉锻造，锻比≥4，毛坯成型后，执行600-700℃去应力退火工艺。
7、本专利技术技术方案制造方法的进一步改进在于：热处理阶段的连轧辊出炉后，直接进行调质处理，调质温度850-900℃，保温10-15小时，放入水中至室温，然后装炉回火，升温至550-650℃，然后保温10-15h，然后出炉空冷至室温，转加工车间半精车。
8、本专利技术技术方案制造方法的进一步改进在于：熔敷增材包括以下步骤：
9、s1.自制增材材料，按照mpm连轧辊工作层各部分化学成分的要求合金粉末震动混合；
10、s2.将mpm连轧辊骨架层预热至400-500℃，保温4-6h；
11、s3.保温结束后，把mpm连轧辊骨架层放置在自动旋转装置上；
12、s4.根据mpm连轧辊形状，设计2支熔敷增材探头，平行布置；
13、s5.实施埋弧增材制造，把自制增材采用埋在焊剂下面，实现自动增材。
14、本专利技术技术方案制造方法的进一步改进在于：二次热处理将mpm连轧辊进行整体去应力回火，回火温度控制在540-580℃，保温20-30h。
15、本专利技术技术方案制造方法的进一步改进在于：锻造阶段采用两次墩拔工艺。
16、本专利技术技术方案制造方法的进一步改进在于：所述步骤s3中自动旋转装置为变频调速，一般根据产品尺寸实现自动调速，控制线速度0.02-0.05m/s。
17、本专利技术技术方案制造方法的进一步改进在于：二次热处理，焊接完成后装入热处理炉，升温速度控制在10-30℃，保温至20-30h，然后停电炉冷至室温，得到硬度为hsd70-75的mpm连轧辊。
18、由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：
19、本专利技术在于研制一种新型mpm连轧辊(采用锻钢+增材复合)替代常规镍铬钼无限冷硬球墨铸铁(也称珠光体球墨铸铁)、镍钼无限冷硬球墨铸铁(也称针状球墨铸铁)或锻钢或石墨钢材质，用于解决mpm连轧辊在轧制高钢级、不锈钢、难变形钢种时表现不耐磨、断轴等问题。
20、本专利技术制备所得mpm连轧辊具备强度高、红硬性好、耐磨性好、抗事故能力好，上机使用后磨损小，在线时间较常规镍铬钼无限冷硬球墨铸铁(也称珠光体球墨铸铁)、镍钼无限冷硬球墨铸铁(也称针状球墨铸铁)或锻钢或石墨钢材质延长2倍。
21、本专利技术通过增材制造实现外层高的红硬性及耐磨性，通过优化锻造及热处理各工艺参数，进一步提高了一种mpm连轧辊骨架层的强度、韧性等机械性能。
22、本专利技术mpm连轧辊选用3d增材制造方法，与常规镍铬钼无限冷硬球墨铸铁(也称珠光体球墨铸铁)、镍钼无限冷硬球墨铸铁(也称针状球墨铸铁)或锻钢或石墨钢材质有着本质的区别。常规镍铬钼无限冷硬球墨铸铁(也称珠光体球墨铸铁)、镍钼无限冷硬球墨铸铁(也称针状球墨铸铁)采用静态轧制，辊径强度较低，容易断轴，锻钢或石墨钢材质虽然强度有所提高，但是耐磨性不足。上述常规材质单次轧制2000-2500支，断轴几率5-10％；而本专利技术3d增材双金属复合mpm连轧辊，单次轧制在4000-5000支，实现了成倍增长，断轴几率降低为0。
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1.一种MPM连轧辊，包括骨架层和工作层，其特征在于：骨架层各成分的质量百分含量为C 0.2～0.6％、Si 0.2～0.6％、Mn 0.5～1.0％、Cr 0.7～0.9％、Ni0～0.5％、Mo 0.15～0.30％、P≤0.03％、S≤0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质；工作层的各成分的质量百分含量为C 0.3～0.6％、Cr 5.0～10％、Ni3.0～4.0％、Mo 2.0～3.0％、W1.0～3.0％、V1.0～3.0％，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.一种MPM连轧辊的制造方法，其特征在于：选择符合骨架层成分的原料进行钢锭制作，将制作的钢锭进行锻造成型并进行热处理，按照工作层各部分化学成分的要求制作增材材料并完成熔敷增材，二次热处理后进行机加工得到MPM连轧辊。
3.根据权利要求2所述的一种MPM连轧辊的制造方法，其特征在于：钢锭制作的原料选用生铁、废钢、料头等按照先后顺序加入电弧炉，得到初练钢水，初练钢水转至LF钢包精炼炉中进一步调整成分，得到成品钢水并得到钢锭。
4.根据权利要求2所述的一种MPM连轧辊的制造方法，其特征
5.根据权利要求2所述的一种MPM连轧辊的制造方法，其特征在于：热处理阶段的连轧辊出炉后，直接进行调质处理，调质温度850-900℃，保温10-15小时，放入水中至室温，然后装炉回火，升温至550-650℃，然后保温10-15h，然后出炉空冷至室温，转加工车间半精车。
6.根据权利要求2所述的一种MPM连轧辊的制造方法，其特征在于：熔敷增材包括以下步骤：
7.根据权利要求2所述的一种MPM连轧辊的制造方法，其特征在于：二次热处理将MPM连轧辊进行整体去应力回火，回火温度控制在540-580℃，保温20-30h。
8.根据权利要求4所述的一种MPM连轧辊的制造方法，其特征在于：锻造阶段采用两次墩拔工艺。
9.根据权利要求6所述的一种MPM连轧辊的制造方法，其特征在于：所述步骤S3中自动旋转装置为变频调速，一般根据产品尺寸实现自动调速，控制线速度0.02-0.05m/s。
10.根据权利要求7所述的一种MPM连轧辊的制造方法，其特征在于：二次热处理，焊接完成后装入热处理炉，升温速度控制在10-30℃，保温至20-30h，然后停电炉冷至室温，得到硬度为HSD70-75的MPM连轧辊。
...【技术特征摘要】
1.一种mpm连轧辊，包括骨架层和工作层，其特征在于：骨架层各成分的质量百分含量为c 0.2～0.6％、si 0.2～0.6％、mn 0.5～1.0％、cr 0.7～0.9％、ni0～0.5％、mo 0.15～0.30％、p≤0.03％、s≤0.03％，其余为fe和不可避免的杂质；工作层的各成分的质量百分含量为c 0.3～0.6％、cr 5.0～10％、ni3.0～4.0％、mo 2.0～3.0％、w1.0～3.0％、v1.0～3.0％，其余为fe和不可避免的杂质。
2.一种mpm连轧辊的制造方法，其特征在于：选择符合骨架层成分的原料进行钢锭制作，将制作的钢锭进行锻造成型并进行热处理，按照工作层各部分化学成分的要求制作增材材料并完成熔敷增材，二次热处理后进行机加工得到mpm连轧辊。
3.根据权利要求2所述的一种mpm连轧辊的制造方法，其特征在于：钢锭制作的原料选用生铁、废钢、料头等按照先后顺序加入电弧炉，得到初练钢水，初练钢水转至lf钢包精炼炉中进一步调整成分，得到成品钢水并得到钢锭。
4.根据权利要求2所述的一种mpm连轧辊的制造方法，其特征在于：所述锻造阶段将钢锭放入加热炉加热，到温后，出炉锻造，锻比≥4，毛坯成型后，执行600-7...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭华楼，白思诺，朱志磊，张建波，
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：
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