【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于涉及一种全基体球墨铸铁轧辊材料及轧辊制造方法。
技术介绍
1、长材轧线用粗轧工作轧辊的消耗主要是在轧制过程中辊身工作层的磨损和轧制使用后辊身孔型的加工磨削修型，且需要100～270mm的工作层厚度要求。由于球墨无限冷硬铸铁材料具有良好的开槽磨削性能、适宜的自润滑性和耐磨性，因此在长材轧线生产中被广泛应用。目前，长材钢厂对产品的轧制品质要求越来越严苛，因而对轧辊的耐磨性、强度，尤其是使用表面质量的要求越来越高。见图1，常规粗轧工作辊是nicrmo珠光体基体或传统贝氏体基体球墨铸铁材质、半钢及石墨钢类材质，其中nicrmo珠光体基体球墨铸铁材质轧辊兼具容易开槽磨削性能和优良的耐磨性能，由于其碳化物含量达12％～15％。在轧钢过程中，轧辊每旋转一周都要经历一个加热和冷却循环，这些加热与冷却的过渡区域都会在轧辊表面产生周期性的压应力和拉应力，这些压应力会超过材料的机械强度，并在表面形成热裂纹。nicrmo珠光体基体或贝氏体基体球墨铸铁材质、半钢及石墨钢类材质型钢粗轧工作辊辊辊身抗拉强度在400～500mpa，而新投产轧机或冷却不良的轧机均超过这个强度极限，因此不可避免的产生了大量热裂纹；此外，nicrmo珠光体基体球墨铸铁材质轧辊基体硬度低，辊身工作层槽底部在使用中出现“结瘤组织”的倾向加大、抗事故能力降低，此种“结瘤组织”是因材料组织中碳化物与基体硬度极大不同，并受到不均匀磨损形成，严重时可覆盖整个辊身槽底，见图2，图3。同时珠光体组织强度较低，受轧材冲击时形变量大。而避免产生裂纹的唯一方法是使用一种新型球墨无限冷硬轧辊
2、现有技术中，专利公开号cn116786595a，公开了一种高合金型钢轧辊制造与使用方法，其成分和含量：c 1.2-2.7％、si 0.4-0.8％、mn 0.4-1.1％、cr 4-18％、ni 0.3-1.5％、mo1.0-5.5％、v.2-5.5％、w 0.2-4.0％。通过组合装配工艺方法制造，其硬度耐磨性好，但其工作层硬度达75-85hsd，给轧辊使用后工作层槽底部磨削修整带来极大难度，同时合金含量的大量增加也带来制造成本的提高。专利公开号cn111187979a，公开了一种含石墨的贝氏体半钢型钢精轧工作辊，其成分和含量：c1.5-2.5％、si 1.2-1.8％、mn 0.8-1.2％、cr 1.5-3.5％、ni 1.8-2.5％、mo 0.6-1.5％、v 0.05-0.2％、al 0.02-0.03％、o≤0.015％，辊颈采用低合金石墨钢制造。其金相组织是贝氏体回火组织、回火索氏体基体组织和以弥散分布于基体上的颗粒状二次碳化物，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％，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％。其合金含量高，且高含量的碳化物不可避免的在轧制过程产生脱落，并促进“结瘤组织”及裂纹在基体中的迅速扩展。专利公开号cn111101053a，公开了一种线棒材粗轧机架用工作辊，其化学组分及各组分重量百分含量为：c 2.9～3.6％、si 1.2～2.0％、mn 0.3～0.8％、cr 0.2～1.0％、ni 1.0～2.0％、mo 0.2～0.5％、p≤0.15、s≤0.3，其余为fe和不可避免的杂质。其制造方法为整体浇注制造成的珠光体球墨铸铁毛坯经粗加工后淬火热处理制造，得到组织为贝氏体+回火索氏体+碳化物。根据其实施例子描述，其碳化物含量为10.5-12.06％，虽然碳化物含量有所降低、裂纹倾向降低，但在与板坯不断的接触时仍会因冷热交替及不均匀磨削形成“结瘤组织”，对轧材尺寸造成影响。
3、因此对轧材尺寸质量保持能力下降。提升基体机械强度及韧性，并减少不同组织硬度之间的差距是墨铸铁无限冷硬材料的改进方向。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种全基体球墨铸铁轧辊材料及轧辊制造方法，能够将球墨无限冷硬轧辊的基体全部转变成上贝氏体组织，且轧辊工作层内无任何游离碳化物存在，并只有2％～5％(面积百分比)的球状石墨分布，极大地减小组织中的硬度落差，提高基体机械强度及韧性，提高轧辊工作层的抗拉强度及耐磨性，同时使工作层槽底部在使用中出现“结瘤组织”消失，大幅度提高表面光洁度，解决轧制厚工作层槽底部热裂纹的出现。
2、为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种全基体球墨铸铁轧辊材料，按质量百分比包括以下成分：
4、c：3.15％～3.5％、mn：0.4％～0.65％、si：1.35％～1.6％、s≤0.03％、p≤0.05％、cr≤0.15，ni：1.8％～2.8％、mo：0.75％～1.0％，其余为fe元素，杂质元素≤0.1％；
5、显微组织以面积率计为100％上贝氏体组织。
6、一种全基体球墨铸铁轧辊的制造方法，包括以下步骤：
7、1)采用复合砂箱整体顶部浇注，轧辊辊身工作层部位采用金属型砂箱；
8、2)辊身工作层金属型型腔内喷涂涂料覆层；
9、3)上辊颈、下辊颈砂箱采用石英砂粘土造型：
10、石英型砂与粘土重量比为(6～8)：(2～4)；
11、4)上辊颈砂箱、下辊颈砂箱及辊身金属型进行烘干除湿，升温速度30～50℃/h，保温250～450℃，保温时长3～8小时；
12、5)熔炼：辊身、上辊颈及下辊按照所述的全基体球墨铸铁轧辊材料的成分进行熔炼，原料中按重量百分比：回收料40％～70％，优质碳素废钢料5％～15％，其余为高纯球墨用生铁；其中，回收料及优质碳素废钢料中不含cr；冶炼温度最高温1460～1550℃，保持0.5～1小时，全部熔成铁水后冶炼温度控制在1420～1470℃，保持时长1～3小时；
13、6)采用包内冲入法对铁水进行球化处理：
14、球化剂为nimg合金，孕育剂为75硅铁粒，粒度为1～15mm；浇注包底为堤坝式砖砌结构，包底先铺入出炉铁水重量百分比的0.2％～1.2％的nimg合金，其上覆盖出炉铁水重量百分比的0.2％～2.0％硅铁粒，硅铁粒上均匀覆盖3～10mm厚的球墨铸铁轧辊车削铁屑回收料，铁屑回收料尺寸控制在10×30mm以内；浇注包提前预热≥700℃，向浇注包内注入步骤5)得到的铁水，铁水出炉温度1410～1490℃；最终成品球化处理后的铁水中mg含量控制在0.04％～0.08％；
15、7)造型后的砂箱合箱：由下至上，依次放置预烘干后的下辊颈砂箱、辊身金属型及上辊颈砂箱，其中上辊颈砂箱作为冒口；整体浇注采用顶住法，即浇注水口放置在冒口上，铁水由浇注水口向下填充满整个复合砂箱内部；
16、8)浇注：由浇注水口注入步骤6)得到的球化处理后的铁水，浇注温度＝tl+50-250℃，tl为铁水的液相线温度；浇注速度控制在5～15min，浇注过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种全基体球墨铸铁轧辊材料，其特征在于，按质量百分比包括以下成分：
2.由权利要求1所述的轧辊材料实现的一种全基体球墨铸铁轧辊的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种全基体球墨铸铁轧辊的制造方法，其特征在于，步骤1)中所述的金属型砂箱采用锻钢、灰铁及球墨铸铁材质制造，内表面粗超度≤Ra12.5。
4.根据权利要求2所述的一种全基体球墨铸铁轧辊的制造方法，其特征在于，步骤2)中所述的涂料覆层厚度为10～25mm，涂料覆层的制备方法为锆英砂与膨润土按重量比(93～97):(3～7)加水浸润，浸润20～30小时，比重1.4～2.0，喷涂压力为0.35～0.8MPa，喷涂速度3～6m/min。
5.根据权利要求2所述的一种全基体球墨铸铁轧辊的制造方法，其特征在于，步骤6)中所述的NiMg合金中按重量百分比包括：Ni 0.1％～2.0％、Mg 0.1％～1.0％。
6.根据权利要求2所述的一种全基体球墨铸铁轧辊的制造方法，其特征在于，步骤11)粗车加工后进行超声波探伤检测确认无缺陷后进行最终热处理。
7.根据权利要求2所述的一种全基体球墨铸铁轧辊的制造方法，其特征在于，步骤12)中所述的风冷处理是使用圆开口的变频风机对轧辊毛坯进行吹风。
...【技术特征摘要】
1.一种全基体球墨铸铁轧辊材料，其特征在于，按质量百分比包括以下成分：
2.由权利要求1所述的轧辊材料实现的一种全基体球墨铸铁轧辊的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种全基体球墨铸铁轧辊的制造方法，其特征在于，步骤1)中所述的金属型砂箱采用锻钢、灰铁及球墨铸铁材质制造，内表面粗超度≤ra12.5。
4.根据权利要求2所述的一种全基体球墨铸铁轧辊的制造方法，其特征在于，步骤2)中所述的涂料覆层厚度为10～25mm，涂料覆层的制备方法为锆英砂与膨润土按重量比(93～97):(3～7)加水浸润，浸润20～30...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。