CN101234417A - 用合金半钢中间过渡层复合离心浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法 - Google Patents
用合金半钢中间过渡层复合离心浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及复合铸铁轧辊技术领域，特别是一种用合金半钢中间过渡层复合离心浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法，包括下述工艺步骤：分别进行合金半钢中间过渡层钢水熔炼，外层高铬铸铁熔炼，芯部球墨铸铁熔炼；合金半钢中间过渡层钢水、外层高铬铸铁铁水进行变质处理，对芯部球墨铸铁铁水进行球化及孕育处理，离心铸造法浇铸高铬铸铁、合金半钢中间过渡层钢水；工装准备，合箱；用静态铸造法浇铸芯部球墨铸铁铁水；冷却开箱，热处理，加工检验。合金半钢中间过渡层钢水的成分重量百分比为：C 1.4～2.6，Si 1.0～2.0，Mn 0.5～1.5，P＜0.1，S＜0.03，Cr 3～8，Ni 0.5～1.5，Mo 0.5～1.5。这种轧辊的结合层和芯部强度分别超过320MPa和400MPa，性能安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及复合铸铁轧辊技术领域，特别是一种用合金半钢中间过渡层复合离心浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法。
背景技术
复合浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法包括铁水变质处理，辊颈模具的工装准备，冷却开箱，热处理，加工检验。复合浇铸高铬双复合铸铁轧辊时，外层高铬铸铁和芯部球墨铸铁之间的结合质量难以保证。复合浇铸时，外层高铬复合铸铁轧辊工作层含有17-22％的铬，而芯部是球墨铸铁，这两种材质的成分相差很大，含铬高的外层工作层必然要和芯部球墨铸铁中的碳形成大量的碳化物存在于结合层处，使得结合层的强度很低，使用时很容易发生轧辊结合层剥落事故；另一方面，由于外层高铬含量向芯部扩散而使辊颈强度降低的问题难以解决。复合浇铸高铬复合铸铁轧辊时，当外层凝固后浇铸芯部球墨铸铁铁水时，所浇铸的芯部球墨铸铁铁水将使一部分已经凝固的外层高铬铸铁重新熔化，造成高铬含量向芯部扩散，使芯部铬含量增加，芯部的白口倾向增大，从而将析出较多的碳化物而影响轧辊的整体强度，轧辊使用时容易发生断辊事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结合层和芯部强度高，性能安全可靠的用合金半钢中间过渡层复合离心浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：
本发明的用合金半钢中间过渡层复合离心浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法，包括原料准备、铁水变质处理，辊颈模具的工装准备，冷却开箱，热处理，加工检验，其特征在于包括下述工艺步骤：
1)原料准备好后，分别进行合金半钢中间过渡层钢水熔炼，外层高铬铸铁熔炼，芯部球墨铸铁熔炼，
2)分别对合金半钢中间过渡层钢水、外层高铬铸铁铁水进行变质处理，对芯部球墨铸铁铁水进行球化及孕育处理，
3)用离心铸造法浇铸高铬铸铁，待外层高铬铸***固后再用离心铸造法浇铸合金半钢中间过渡层钢水，
4)待合金半钢中间过渡层钢水凝固后与工装准备好的辊颈模具进行合箱，再用静态铸造法浇铸经球化及孕育处理的芯部球墨铸铁铁水，
5)冷却开箱，热处理，加工检验。
所述的合金半钢中间过渡层钢水的成分重量百分比为：C 1.4～2.6，Si 1.0～2.0，Mn 0.5～1.5，P＜0.1 S＜0.03 Cr 3～8 Ni 0.5～1.5 Mo 0.5～1.5。
所述的合金半钢中间过渡层钢水的成分重量百分比为：C 1.4～1.5，Si 1.0～1.2，Mn 0.5～0.7，P＜0.1，S＜0.03，Cr 3～4，Ni 0.5～0.7，Mo 0.5～0.7。
所述的合金半钢中间过渡层钢水的成分重量百分比为：C 1.8～2.0，Si 1.4～1.6，Mn 0.9～1.1，P＜0.1，S＜0.03，Cr 5～6，Ni 0.9～1.1，Mo 0.9～1.1。
所述的合金半钢中间过渡层钢水的成分重量百分比为：C 2.4～2.6，Si 1.8～2.0，Mn 1.3～1.5，P＜0.1，S＜0.03，Cr 7～8，Ni 1.3～1.5，Mo 1.3～1.5。
合金半钢中间过渡层材质作用机理：
中间过渡层合金半钢钢水在凝固过程中碳化物形成M7C3型碳化物，M7C3型碳化物不是连续网状分布，使得中间过渡层获得高的强度；中间过渡层与外层高铬铸铁之间的结合区碳化物也形成不是连续网状分布的M7C3型碳化物，使得中间过渡层与外层结合区的强度高；中间过渡层与芯部球墨铸铁之间的结合区碳化物含量少，碳化物呈孤立分布，使得中间过渡层与芯部之间的结合区的强度高；中间过渡层阻止了外层的铬向芯部球墨铸铁中扩散，使芯部球墨铸铁的强度高。合金半钢中间过渡层材质的设计，既保证了中间过渡层材质的强度，又保证了外层与中间过渡层及中间过渡层与芯部球墨铸铁结合区的结合强度，防止了轧辊中间过渡层和结合区剥落事故，同时又防止了外层的铬向芯部球墨铸铁中扩散，避免了轧辊使用时断辊事故的发生。
按照本发明的用合金半钢中间过渡层复合离心浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法所生产的高铬双复合铸铁轧辊，外层是高铬工作层，中间层是合金半钢过渡层，这两层都是离心浇铸的；芯部是球墨铸铁，用静态铸造法浇铸。合金半钢中间过渡层的材质本身具有好的组织和性能，同时还具有下述特性：一是合金半钢中间过渡层与外层高铬铸铁、芯部是球墨铸铁均具有良好的结合强度；二是可以有效地减少外层高铬铸铁中的铬向芯部球墨铸铁中扩散。合金半钢中间过渡层和芯部球墨铸铁的强度分别超过320MPa和400MPa。实际试用结果证明不会产生由于制造工艺问题而产生中间过渡层剥落和断辊事故。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的具体实施方式。
本发明的用合金半钢中间过渡层复合离心浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法，包括原料准备、铁水变质处理，辊颈模具的工装准备，冷却开箱，热处理，加工检验，其特征在于包括下述工艺步骤：
1)原料准备好后，分别进行合金半钢中间过渡层钢水熔炼，外层高铬铸铁熔炼，芯部球墨铸铁熔炼，
2)分别对合金半钢中间过渡层钢水、外层高铬铸铁铁水进行变质处理，对芯部球墨铸铁铁水进行球化及孕育处理，
3)用离心铸造法浇铸高铬铸铁，待外层高铬铸***固后再用离心铸造法浇铸合金半钢中间过渡层钢水，
4)待合金半钢中间过渡层钢水凝固后与工装准备好的辊颈模具进行合箱，再用静态铸造法浇铸经球化及孕育处理的芯部球墨铸铁铁水，
5)冷却开箱，热处理，加工检验。
所述的合金半钢中间过渡层钢水的成分重量百分比为：C 1.4～2.6，Si 1.0～2.0，Mn 0.5～1.5，P＜0.1，S＜0.03，Cr 3～8，Ni 0.5～1.5，Mo 0.5～1.5。
所述的合金半钢中间过渡层钢水的成分重量百分比为：C 1.4～2.6，Si 1.0～2.0，Mn 0.5～1.5，P＜0.1 S＜0.03 Cr 3～8 Ni 0.5～1.5 Mo 0.5～1.5。
所述的合金半钢中间过渡层钢水的成分重量百分比为：C 1.4～1.5，Si 1.0～1.2，Mn 0.5～0.7，P＜0.1，S＜0.03，Cr 3～4，Ni 0.5～0.7，Mo 0.5～0.7。
所述的合金半钢中间过渡层钢水的成分重量百分比为：C 1.8～2.0，Si 1.4～1.6，Mn 0.9～1.1，P＜0.1，S＜0.03，Cr 5～6，Ni 0.9～1.1，Mo 0.9～1.1。
所述的合金半钢中间过渡层钢水的成分重量百分比为：C 2.4～2.6，Si 1.8～2.0，Mn 1.3～1.5，P＜0.1，S＜0.03，Cr 7～8，Ni 1.3～1.5，Mo 1.3～1.5。
按照本发明的用合金半钢中间过渡层复合离心浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法所生产的高铬双复合铸铁轧辊，外层是高铬工作层，中间层是合金半钢过渡层，这两层都是离心浇铸的；芯部是球墨铸铁，用静态铸造法浇铸。合金半钢中间过渡层的材质本身具有好的组织和性能，同时还具有下述特性：一是合金半钢中间过渡层与外层高铬铸铁、芯部是球墨铸铁均具有良好的结合强度；二是可以有效地减少外层高铬铸铁中的铬向芯部球墨铸铁中扩散。合金半钢中间过渡层和芯部球墨铸铁的强度分别超过320MPa和400MPa。实际试用结果证明不会产生由于制造工艺问题而产生中间过渡层和断辊事故。
合金半钢中间过渡层材质作用机理：
中间过渡层合金半钢钢水在凝固过程中碳化物形成M7C3型碳化物，M7C3型碳化物不是连续网状分布，使得中间过渡层获得高的强度；中间过渡层与外层高铬铸铁之间的结合区碳化物也形成不是连续网状分布的M7C3型碳化物，使得中间过渡层与外层结合区的强度高；中间过渡层与芯部球墨铸铁之间的结合区碳化物含量少，碳化物呈孤立分布，使得中间过渡层与芯部之间的结合区的强度高；中间过渡层阻止了外层的铬向芯部球墨铸铁中扩散，使芯部球墨铸铁的强度高。合金半钢中间过渡层材质的设计，既保证了中间过渡层材质的强度，又保证了外层与中间过渡层及中间过渡层与芯部球墨铸铁结合区的结合强度，防止了轧辊中间过渡层和结合区剥落事故，同时又防止了外层的铬向芯部球墨铸铁中扩散，避免了轧辊使用时断辊事故的发生。
按照本发明的用合金半钢中间过渡层复合离心浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法所生产的高铬双复合铸铁轧辊，外层是高铬工作层，中间层是合金半钢过渡层，这两层都是离心浇铸的；芯部是球墨铸铁，用静态铸造法浇铸。合金半钢中间过渡层的材质本身具有好的组织和性能，同时还具有下述特性：一是合金半钢中间过渡层与外层高铬铸铁、芯部球墨铸铁均具有良好的结合强度；二是可以有效地减少外层高铬铸铁中的铬向芯部球墨铸铁中扩散。合金半钢中间过渡层和芯部球墨铸铁的强度分别超过320MPa和400MPa。实际试用结果证明不会产生由于制造工艺问题而产生中间过渡层和断辊事故。
Claims (5)
1、一种用合金半钢中间过渡层复合离心浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法，包括原料准备、铁水变质处理，辊颈模具的工装准备，冷却开箱，热处理，加工检验，其特征在于包括下述工艺步骤：
1)原料准备好后，分别进行合金半钢中间过渡层钢水熔炼，外层高铬铸铁熔炼，芯部球墨铸铁熔炼，
2)分别对合金半钢中间过渡层钢水、外层高铬铸铁铁水进行变质处理，对芯部球墨铸铁铁水进行球化及孕育处理，
3)用离心铸造法浇铸高铬铸铁，待外层高铬铸***固后再用离心铸造法浇铸合金半钢中间过渡层钢水，
4)待合金半钢中间过渡层钢水凝固后与工装准备好的辊颈模具进行合箱，再用静态铸造法浇铸经球化及孕育处理的芯部球墨铸铁铁水，
5)冷却开箱，热处理，加工检验。
2、根据权利要求1所述的用合金半钢中间过渡层复合离心浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法，其特征在于所述的合金半钢中间过渡层钢水的成分重量百分比为：C 1.4～2.6，Si 1.0～2.0，Mn 0.5～1.5，P＜0.1，S＜0.0 3，Cr3～8，Ni 0.5～1.5， Mo 0.5～1.5。
3、根据权利要求2所述的用合金半钢中间过渡层复合离心浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法，其特征在于所述的合金半钢中间过渡层钢水的成分重量百分比为：C 1.4～1.5，Si 1.0～1.2，Mn 0.5～0.7，P＜0.1，S＜0.03，Cr 3～4，Ni 0.5～0.7，Mo 0.5～0.7。
4、根据权利要求2所述的用合金半钢中间过渡层复合离心浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法，其特征在于所述的合金半钢中间过渡层钢水的成分重量百分比为：C 1.8～2.0，Si 1.4～1.6，Mn 0.9～1.1，P＜0.1，S＜0.03，Cr 5～6，Ni 0.9～1.1，Mo 0.9～1.1。
5、根据权利要求2所述的用合金半钢中间过渡层复合离心浇铸高铬双复合铸铁轧辊的方法，其特征在于所述的合金半钢中间过渡层钢水的成分重量百分比为：C 2.4～2.6，Si 1.8～2.0，Mn 1.3～1.5，P＜0.1，S＜0.03，Cr 7～8，Ni 1.3～1.5，Mo 1.3～1.5。
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