一种组合外场下离心铸造高速钢轧辊的方法技术

本发明专利技术涉及高速钢轧辊，特别涉及一种组合外场下离心铸造高速钢轧辊的方法。在高速钢轧辊旋转离心铸造过程中，在铸模外安置脉冲式磁场，脉冲式磁场的频率10-20Hz，脉冲宽度在15-25μs，使铸型中心部位的磁感应强度在0.01-0.7T，同时，在铸模两端分别安装一个电极，离心浇铸过程中对处于凝固过程中的金属通入稳定的直流电流，直流电流的电流密度为0.1-10A/m2，利用脉冲式磁场和高速旋转铸模内金属液中直流电流的交互作用改变高速钢轧辊凝固过程中析出硬质相的形态，并利用离心铸造的作用控制硬质相的分布。本发明专利技术综合了脉冲式磁场、磁电耦合及离心旋转铸造的技术优势，能显著改善高速钢轧辊的内部凝固组织，大幅度提高轧辊的寿命和使用性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高速钢轧辊，特别涉及。
技术介绍
高速钢中含有较高含量的Cr、Mo、W等合金元素，在凝固过程中和碳元素结合成碳化物析出，可以提高高速钢的耐磨性和硬度，因此高速钢作为一种很好的耐磨材料逐步开始应用，目前已经开始在轧辊领域开始推广应用；由于高速钢中含有高含量的合金元素，凝固时析出碳化物，就需要高速钢中还含有较高含量的碳，但是，在碳化物的析出过程中，容易形成片状及网状的碳化物析出，会严重影响材料的抗剥落性能，同时，由于碳化物的析出能力不够，碳化物析出量不足，这严重影响了高速钢材料作为轧辊等耐磨材料的工作稳定性、抗事故性和使用寿命；此外，轧辊工作层的剥落，对轧钢产品的质量影响也有致命危害，因此对高速钢轧辊凝固过程中析出碳化物的形态及分布都要有准确地控制。现有技术中对高速钢轧辊的铸造凝固控制，提出了离心铸造的方法，并提出在铸造过程中施加外场控制；申请号:CN200910235071.9，一种高速钢轧辊及其在电磁场下离心复合制备的方法，提出施加1-10T的脉冲磁场；申请号:CN03114582.5，一种离心铸造高速钢轧辊制造方法，提出施加磁感应强度为0.03T?0.20T交变电磁场；申请号:CN200710038573.3，一种电磁离心铸造高速钢复合轧辊工作层材质，提出施加磁感应强度为0.21T?0.30T的电磁场；申请号:CN200410004744.7，电磁离心铸造高速钢复合轧辊方法，提出在管模外面加稳恒磁场；这些现有技术的不足在于，单一施加脉冲磁场，需要IT以上的磁感应强度，对于生产轧辊这类大型的铸件，需要作用半径非常大的脉冲磁场装置，目前，这类大型脉冲磁场装置还很难实现商业化应用；而对于单一施加其他类型的稳恒磁场，磁感应强度在0.03-0.30T，其作用强度不能满足大型轧辊的使用要求，导致析出物的数量不够，析出物的形态和尺寸失控，即出现大量层片状和网状的析出物，轧辊的性能难以有效提高，特别是对于高速钢轧辊，需要开发一种有效控制析出物形态和分布的铸造方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前高速钢轧辊铸造凝固过程析出物数量不足，以及析出物中出现大量层片状和网状结构，即析出物的形态和尺寸失控的问题，提出一种脉冲式磁场和直流电场形成的组合外场下离心铸造高速钢轧辊的方法，解决现有技术的不足。本专利技术的目的是通过以下方案实现的: ，其特征在于:高速钢轧辊铸型旋转离心铸造过程中，在铸模外侧沿与铸模轴线平行的方向安置线圈位置固定的脉冲式磁场，所施加的脉冲式磁场的频率10-20HZ，脉冲宽度在15-25// S，使铸型中心部位的磁感应强度在0.01-0.7T ;同时,在铸模的两端分别安装一个导电环,导电环的内外径分别与铸模的内外径一致,导电环的中心轴线与铸模的中心轴线在一条直线上,导电环与铸模之间通过螺栓连接，铸模两端通过法兰将导电环与铸模压紧，导电环外弧部与弹簧式电极相触接，导电环内部与铸模内壁平齐，即导电环内侧与铸模内钢液或凝固的铸件外层相触接，尚心烧铸过程中对处于凝固过程中的金属液或铸件通入稳定的直流电流，直流电流的电流密度为0.l-10A/m2，利用脉冲式磁场和高速旋转铸模内金属液中直流电流的交互作用改变高速钢轧辊凝固过程中析出碳化物的形态，并利用脉冲式磁场与直流电场耦合形成的电磁搅拌作用及旋转铸造的作用离心作用控制硬质相的分布。需要特别指出的是: I)所述的离心铸造为旋转离心铸造，铸型转速公式为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合外场下离心铸造高速钢轧辊的方法，其特征在于：在高速钢轧辊旋转离心铸造过程中，在铸模外侧施加脉冲式磁场，在铸模的两端分别安装一个导电环，离心浇铸过程中对处于凝固过程中的金属液或铸件通入直流电流，利用脉冲式磁场和高速旋转铸模内金属液中直流电流的交互作用改变高速钢轧辊凝固过程中析出硬质相的形态，并利用脉冲式磁场与直流电场耦合形成的电磁搅拌作用及旋转铸造的作用离心作用控制硬质相的分布。

【技术特征摘要】
1.一种组合外场下离心铸造高速钢轧辊的方法，其特征在于:在高速钢轧辊旋转离心 铸造过程中，在铸模外侧施加脉冲式磁场，在铸模的两端分别安装一个导电环，离心浇铸过程中对处于凝固过程中的金属液或铸件通入直流电流，利用脉冲式磁场和高速旋转铸模内金属液中直流电流的交互作用改变高速钢轧辊凝固过程中析出硬质相的形态，并利用脉冲式磁场与直流电场耦合形成的电磁搅拌作用及旋转铸造的作用离心作用控制硬质相的分布。2.如权利要求1所述的一种组合外场下离心铸造高速钢轧辊的方法，其特征在于:所 述脉冲式磁场是在铸模外侧沿与铸模轴线平行的方向安置线圈位置固定的脉冲式磁场。3.如权利要求1所述的一种组合外场下离心铸造高速钢轧辊的方法，其特征在于: 所述的在铸模的两端分别安装一个导电环，具体指:导电环的内外径分别与铸模的内外径一致,导电环的中心轴线与铸模的中心轴线在一条直线上,导电环与铸模之间通过螺栓连接，铸模两端通过法兰将导电环与铸模压紧，导电环外弧部与弹簧式电极相触接，导电环内部与铸模内壁平齐...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏明，李桂荣，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：