一种资源节约型高硼高速钢复合轧辊及其制备方法技术

一种资源节约型高硼高速钢复合轧辊及其制备方法，属于轧辊技术领域，该复合轧辊由外层高硼高速钢和中间过渡层石墨钢以及辊芯热轧中碳圆钢三部分组成，其中外层高硼高速钢和中间过渡层石墨钢通过离心复合而成，而过渡层石墨钢和辊芯热轧中碳圆钢通过热装复合而成。本发明专利技术复合轧辊辊面硬度高，硬度均匀性好，确保了复合轧辊具有优异的耐磨性。辊芯由热轧中碳圆钢加工而成，具有良好的强韧性，可确保轧辊使用中无断辊事故产生，推广应用具有良好的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高速钢轧辊及其制备方法，特别涉及，属于轧辊
。
技术介绍
轧辊是轧钢生产中重要的消耗部件，轧辊的性能和质量直接决定了轧材的生产成本，轧材表面质量和轧机作业率，提高轧辊性能、降低轧辊制造成本的研究，不断引起国内外轧辊制造者和研究人员的重视。为了提高轧辊性能，中国专利技术专利CN103031496A公开了一种铸钢轧辊，包括合金外层和芯部，所述合金外层的化学成分重量百分数为:C1.50 -2.20%, Si ( 0.060? Mn0.40 -1.20? P≤ 0.030? S≤ 0.025%, Cr3.00 -8.00? Ni0.00 -1.50? Mo2.00 -8.00? V2.0O -9.00%, W0.00 -3.00%, Nb0.00 -0.85%, A10.00 -1.20%，余量为Fe ;所述芯部的化学成分重量百分数为:C2.8 - 3.4%, Sil.8 - 2.6%, Mn0.3 - 0.6%, P ≤ 0.08%, S ≤ 0.03%, Mg0.04 - 0.06%。该专利技术采用上述成分的合金外层和芯部，其耐磨性和强韧性好、抗事故能力强、使用寿命长，避免轧制事故，合金外层和芯部能充分冶金结合，同时降低了在使用中不利影响较大的元素配比量，降低了生产成本，同时改善了使用条件。中国专利技术专利CN103014532A还公开了一种高耐磨复合轧辊及其制备方法，轧辊工作层材料采用耐磨性好、具有高硬质相的碳化钨强化合金半钢，轧辊芯部采用石墨钢，轧辊工作层碳化钨强化合金半钢材料与轧辊芯部石墨钢材料为完全冶金结合。所述的轧辊工作层碳化钨强化合金半钢材料的化学成分重量百分数为:C1.2 -2.1%, Si0.3 -1.0%, Mn0.5 -1.2%, Cr0.5 -3.5%, Nil.0 -4.5%, Mo0.3 -1.0%, P(0.035%, S≤0.030%, WC0.1 -5.0%,余量为Fe ;所述的轧辊芯部石墨钢材料的化学成分重量百分数为:C1.4 -1.8%, Sil.4 -2.0%, Mn0.3 -0.8%, Ni0.3 -0.8%, Cr0.01 -0.3%, Mo0.01 -0.3%,P < 0.035%, S < 0.030%,余量为Fe。优点在于，轧辊耐磨性好、抗事故能力强、提高轧辊在线使用寿命和轧机作业率。中国专利技术专利CN103009015A还公开了双金属复合耐磨冶金轧辊的制造方法，包括辊芯加工步骤、预热步骤、堆焊复合层步骤、精加工步骤和热处理步骤，其中:辊芯加工步骤为先用抗拉强度、屈服强度和抗冲击性能优良的钢材通过锻压和调质处理，制作辊芯毛坯，然后将辊芯毛坯粗加工至预留堆焊复合层尺寸；预热步骤为将辊芯预热至380°C ±5°C的适焊温度。堆焊复合层步骤为将预热后的辊芯表面用埋弧焊工艺将预留的堆焊复合层用药芯焊丝堆焊填满；精加工步骤为将堆焊后的双金属复合耐磨冶金轧辊毛坯加工至设计尺寸；热处理步骤为将精加工后的双金属复合耐磨冶金轧辊进行淬火和调质处理，使其表层达到具备好的抗粘着磨损、抗磨粒磨损、红硬性、抗冷热疲劳性和抗剥落性的要求。中国专利技术专利CN103074539A还公开了一种离心复合高镍铌耐磨铸铁轧辊及其铸造方法，包括工作层和芯层，其特征是，其工作层化学成分组成按重量百分比为:C2.9~3.6%, Si0.6 ~1.5%、Mn0.4 ~1.2%、P < 0.10%, S < 0.05%, Ni 3.01 ~4.8%, Cr 1.0 ~2.0%、Mo0.2 ~2.0%、Nb0.1 ~2.0%、V1.0 ~4.0%、W0.05 ~2.0%，其余为 Fe。与现有技术相比，该专利技术的有益效果是:块状耐磨粒子呈点、块状弥散分布与镶嵌在轧辊金属基体中；石墨以点状形态存在。耐磨粒子弥散分布，镶嵌在基体中牢固不易脱落，极大促进了轧辊基体组织的整体耐磨性能；轧辊整体辊面磨损均匀。中国专利技术专利CN103014516A还公开了一种含硼低合金高速钢轧辊及其制造方法。所述轧辊包括辊身和辊芯两部分组成，辊身的化学成分按照重量百分比计算为:C:0.7~0.8，Cr:1.3~2.4,B:2.50~3.0，W:1.0~1.5，V:1.0 ~1.5，S1:≤ 1.0, Mn:≤ 0.4，Ti:0.09 ~0.12，Mg:0.16 ~0.19，RE:0.10 ~0.12，P:(0.03，S^0.03，余量为Fe和不可避免的微量杂质，辊芯为球墨铸铁。该专利技术的所述轧辊的制造方法为熔炼-脱氧合金化-稀土镁复合变质处理后采用离心浇注，再经热处理后加工成成品；该专利技术的主要优点是耐磨颗粒以硼化物颗粒为主，降低合金元素添加量，从而降低生产成本,并且硬度高、耐磨性和抗热疲劳性能好,材质均匀后期抗事故性强。中国专利技术专利CN102994692A还公开了一种高硼高速钢轧辊材料及其冶炼方法，其特征在于经过下列步骤制得:1)按下列组分的质量比备料:73.0~76.0%的Q235废钢、1.5~1.8%的钨铁、3.0~3.3%的钥铁、1.0~1.2%的钒铁、6.0~6.5%的高碳铬铁、0.5~0.8%的金属铜、0.12~0.16%的金属铝、1.2~1.4%的硅钙合金、0.20~0.28%的稀土硅铁镁合金、0.3~0.5%的铌铁、8.2~8.6%的硼铁、0.55~0.80%的硅铁、0.35~0.50%的钒氮合金、1.20~1.36%的锆硅铁和0.15~0.20%的钛铁；2)先将质量分数73.0~76.0%的Q235废钢、1.5~1.8%的钨铁、3.0~3.3%的钥铁、6.0~6.5%的高碳铬铁、0.5~0.8%的金属铜和0.3~0.5%的铌铁，放入电炉内，升温至1580~1600°C，使混合料加热熔化后，依次加入1.2~1.4%的硅钙合金、1.0~1.2%的钒铁、0.12~0.16%的金属铝和3.5~4.0%的硼铁，将钢水温度升至1610~1630°C ；3)在浇包内预先加入粒度为5~10mm，并经550~600°C预热2~4小时的，质量分数为0.20~0.28%的稀土硅铁镁合金、0.15~0.20%的钛铁、0.66~0.80%的锆硅铁和1.5~1.8%的硼铁，之后将步骤2)的温度为1610~1630°C的钢水，浇入浇包内，进行复合变质处理和合金化处理；(4)钢水在浇包内静置4~10分钟，当钢水温度降至1450~1475°C时，将钢水浇注至铸型中，并在钢水浇注过程中，随流加入质量分数为0.55~0.80%的硅铁、0.35~0.50%的钒氮合金、0.45~0.60%的锆硅铁和2.4~3.0%的硼铁，冷却后，得到高硼高速钢轧辊。中国专利技术专利CN102925820A还公开了一种含铝高硼高速钢轧辊材料及冶炼方法，化学成分的质量分数％是:0.35 -0.55C, 3.2 -3.4B, 5.5 -6.0Cr,〈0.85Si,〈0.35Mn, 0.5 -0.7V, 0.7 -0.9Ni, 1.0 -3.0ff, 1.0 -2.0Md, 3.8 ≤ 0V+2Mo) ^5.2,3.7-3.9A1, 0.03 -0.06Ce, 0.03 -0.06La, 0.06〈 (La+Ce) ( 0.10，0.12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种资源节约型高硼高速钢复合轧辊的制备方法，其特征在于，该复合轧辊由外层高硼高速钢和中间过渡层石墨钢以及辊芯热轧中碳圆钢三部分组成，其中外层高硼高速钢和中间过渡层石墨钢通过离心复合而成，而过渡层石墨钢和辊芯热轧中碳圆钢通过热装复合而成，其具体制备工艺包括以下步骤：①先在电炉内采用废钢、高铬铸铁轧辊废料、高镍铬无限冷硬铸铁轧辊废料和高速钢轧辊废料以及硼铁、铬铁、钨铁和钼铁熔炼外层高硼高速钢，外层高硼高速钢钢水的化学组成及其质量分数是：1.5～2.5%C,0.3～1.0%B,12～25%Cr,0.5～3.0%Mo,0.3～2.0%W,0.5～1.8%Ni,0.2～1.2%V,<1.2%Co,<1.0%Nb,<1.2%Si,<1.2%Mn,<0.08%P,<0.05%S,余量为Fe及不可避免杂质，外层高硼高速钢钢水成分调整合格后将其温度升至1580～1600℃，并加入占炉内钢水质量分数0.5～0.8%的硅钙钡合金和0.12～0.25%的金属铝脱氧和微合金化，保温2～3分钟后，将钢水出炉到钢包，钢水出炉过程中，将颗粒尺寸5～10mm的钛铁、稀土硅铁和钒铁随钢水流进入钢包，其中钛铁、稀土硅铁和钒铁加入量分别占进入钢包内钢水质量分数的0.20～0.35%、0.35～0.50%和0.15～0.30%；②步骤①外层高硼高速钢钢水经扒渣和静置后，当温度降至1440～1470℃时，将其浇入旋转的卧式离心机上的铸型内，离心机旋转5～8分钟后，将中间层石墨钢钢水浇入铸型，中间层石墨钢钢水的化学组成及其质量分数是：1.4～1.8%C,1.4～2.0%Si,0.3～0.9%Mn,0.3～0.6%Cu,0.03～0.06%N,0.08～0.12%V,0.03～0.06%RE,0.02～0.05%Mg, 0.35～0.50%Mo,P<0.040%,S<0.035%,余量为Fe及不可避免杂质，中间层石墨钢钢水的浇注温度为1460～1490℃，浇注厚度为15～25mm；当中间层石墨钢钢水凝固后停机，取出辊套铸件，入保温炉或缓冷坑缓慢冷却至温度低于300℃后空冷至室温；③步骤②所得辊套铸件经粗加工后，加热至500～550℃，保温10～15小时后，炉冷至温度为300～350℃时出炉，与由热轧中碳圆钢加工而成的辊芯热装复合，组合成高硼高速钢复合轧辊，热装复合的过盈量为0.12～0.20mm，最后将复合轧辊精加工至规定尺寸和精度。...

【技术特征摘要】
1.一种资源节约型高硼高速钢复合轧辊的制备方法，其特征在于，该复合轧辊由外层高硼高速钢和中间过渡层石墨钢以及辊芯热轧中碳圆钢三部分组成，其中外层高硼高速钢和中间过渡层石墨钢通过离心复合而成，而过渡层石墨钢和辊芯热轧中碳圆钢通过热装复合而成，其具体制备工艺包括以下步骤: ①先在电炉内采用废钢、高铬铸铁轧辊废料、高镍铬无限冷硬铸铁轧辊废料和高速钢轧辊废料以及硼铁、铬铁、钨铁和钥铁熔炼外层高硼高速钢，外层高硼高速钢钢水的化学组成及其质量分数是:1.5~2.5%C, 0.3~L 0%B, 12~25%Cr, 0.5~3.0%Μο, 0.3~2.0%ff, 0.5 ~1.8%Ni, 0.2 ~1.2%V,〈1.2%Co,〈1.0%Nb,〈1.2%Si,〈1.2%Mn, <0.08%P, <0.05%S,余量为Fe及不可避免杂质，外层高硼高速钢钢水成分调整合格后将其温度升至1580~1600°C，并加入占炉内钢水质量分数0.5~0.8%的硅钙钡合金和0.12~0.25%的金属铝脱氧和微合金化，保温2~3分钟后，将钢水出炉到钢包，钢水出炉过程中，将颗粒尺寸5~IOmm的钛铁、稀土娃铁和fL铁随钢水流进入钢包,其中钛铁、稀土娃铁和fL铁加入量分别占进入钢包内钢水质量分数的0.20~0.35%,0.35~0.50%和0.15~0.30% ； ②步骤①外层高硼高速钢钢水经扒渣和静置后，当温度降至1440~1470°C时，将其浇入旋转的卧式离心机上的铸型内，离心机旋转5~8分钟后，将中间层石墨钢钢水浇入铸型，中间层石墨钢钢水的化学组成及其质量分数是:1.4~1.8%C, 1.4~2.0%Si, 0.3~0.9%Mn, 0.3 ~0.6%Cu, 0.03 ~0.06%N, 0.08 ~0.12%V, 0.03 ~0.06%RE, 0.02 ~0.05%Mg, 0.35~0.50%Μο, Ρ〈0.040%, S〈0.035%,余量为Fe及不可避免杂质，中间层石墨钢钢水的浇注温度为1460~1490°C，浇注厚度为15~25mm ;当中间层石墨钢钢水凝固后停机，取出辊套铸件，入保温炉或缓冷坑缓慢冷却至温度低于300°C后空冷至室温； ③步骤②所得辊套铸件经粗加工后，加热至500~550°C，保温10~15小时后，炉冷至温度为300~350°C时出炉，与由热轧中碳圆钢加工而成的辊芯热装复合，组合成高硼高速钢复合轧辊，热装复合的过盈量为0.12~0.20mm，最后将复合轧辊精加工至规定尺寸和精度。2.按照权利要求1的方法，其特征在于，高铬...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐继亮，符寒光，
申请(专利权)人：枣庄瑞兴机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：