CN103056164B

CN103056164B - 一种加强型冷硬轧辊及其制备方法

Info

Publication number: CN103056164B
Application number: CN201310000438.5A
Authority: CN
Inventors: 江沛琪
Original assignee: JIANGSU GANGBAO ROLLER CO Ltd
Current assignee: JIANGSU GANGBAO ROLLER CO Ltd
Priority date: 2013-01-04
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2033-01-04
Also published as: CN103056164A

Abstract

本发明公开一种加强型冷硬轧辊，包括合金外层和芯部，所述合金外层和芯部之间设置有介质层。由于本发明在合金外层和芯部之间设置介质层，改善原合金外层与芯部结合不稳定的情况，同时对铸造工艺增加预前孕育处理工序以及微合金化处理工序，并控制球化剂爆发时间，改善和得到理想形态的合金外层石墨形态、数量，同时通过微合金有益元素的细晶强化和形变强化作用使其性能得到提高，不再产生掉渣及小的剥落质量问题，且过钢量得到明显提升。

Description

一种加强型冷硬轧辊及其制备方法

技术领域

本发明属于钢材轧制轧辊技术领域，具体涉及一种加强型冷硬轧辊及其制备方法。

背景技术

现行轧辊行业的CCAIC材质轧辊，因其硬度高，耐磨性好而应用广泛，颇受用户欢迎，但因其基体材质的问题，有以下几点不足:

1.材质基体强度未得到性能微合金化提升，硬度不能再高，否则掉块、崩槽质量问题多有发生；

2.材质中碳化物形态不是很理想，轧制应力缓冲储能性不理想，疲劳裂纹扩展快，每次修磨量太大；

3．合金外层与芯部的冶金结合超声波探伤检测时常有超限缺陷，报废量约6.9%；

4.产品使用和修磨接近报废直径时,易产生剥落、掉块等质量问题，形成轧制事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种加强型冷硬轧辊及其制备方法，加强了合金外层基体的性能，以方便提高碳化物量，同时改善了合金外层与芯部的结合不稳定的情形。

本发明所采用的技术方案是：一种加强型冷硬轧辊，包括合金外层和芯部，所述合金外层和芯部之间设置有介质层。

作为优选，所述介质层的化学成分重量百分比是：C 2.8-3.0%，Si 1.8-2.6%，Mn 0.2-0.4%，P ≤0.40%，S ≤0.08%，Cr 0.0-0.2%，Ni 0.0-0.2%，Mo 0.0-0.1%，Mg 0.04-0.06%，Cu 0-0.02%。

一种加强型冷硬轧辊的制备方法，其主要包括下列几个步骤：

A、在加入废钢时加入1.2-1.5倍相对量的增碳剂，提高铁水中碳含量；

B、使用复合孕育剂进行孕育处理，使铁水中石墨球的大小、形状、分布向良好的方向进行改善；

C、在合金外层铁水中加入小量的细晶强化元素以及微量的合金强化元素；

D、对合金外层铁水进行球化处理，并控制球化剂爆发时间，缩短球化处理时的爆发持续时间和球化处理与浇注的间隔时间；

E、离心浇注合金外层铁水，待其最内表层进入凝固期或达到工艺指定的1150℃时再浇注符合上述介质层组成要求的介质层铁水；

F、在离心机浇铸完成合金外层与介质层后下机，进行立式组箱并填芯冲洗，最终浇注成复合轧辊毛坯。

作为优选，所述复合孕育剂由硅钡、75硅铁、稀土硅组成，其加入量比例是8：4：2。

作为优选，所述细晶强化元素为相对于合金外层铁水总量0.18%～0.45%的铌铜Cu、0.18%～0.38%的铝Al中的一种或两种，加入的总量控制在0.65%以下。

作为优选，所述合金强化元素为相对于合金外层铁水总量0.02%～0.04的Nb、0.15%～0.36%的钒V、0.005%～0.01%的硼B、0.01%～0.015%的钛Ti中的一种或多种，加入的总量控制在0.04%以下。

作为优选，对于冷却成型后的毛坯冷硬轧辊首先进行一次回火热处理，然后再进行粗加工，粗加工完成后再进行一次回火热处理。

本发明的有益效果在于：由于本发明在合金外层和芯部之间设置介质层，改善原合金外层与芯部结合不稳定的情况，同时对铸造工艺增加预前孕育处理工序以及微合金化处理工序，并控制球化剂爆发时间，改善和得到理想形态的合金外层石墨形态、数量，同时通过微合金有益元素的细晶强化和形变强化作用使其性能得到提高，不再产生掉渣及小的剥落质量问题，且过钢量明显提升，约35%。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

一种加强型冷硬轧辊，包括合金外层和芯部，所述合金外层和芯部之间设置有介质层，该介质层的主要成份设计原则是：

A、碳当量基本不变而适当偏低；

B、碳元素量降低而把硅元素量相对性提高；

C、其它元素参照高硅耐热球铁成份来配置；

这样的介质层，消除和大力减轻了合金外层与芯部之间所出现的碳偏析、碳畸变性质的弱结合，也基本消除了合金外层与芯部冲熔时产生的微观缩松情况，也就解决了合金外层与芯部之间结合不稳定的问题。

本发明中介质层的具体化学成分重量百分比是：C 2.8-3.0%，Si 1.8-2.6%，Mn 0.2-0.4%，P ≤0.40%，S ≤0.08%，Cr 0.0-0.2%，Ni 0.0-0.2%，Mo 0.0-0.1%，Mg 0.04-0.06%，Cu 0-0.02%。

B、使用本公司自行组配的复合孕育剂进行孕育处理，使铁水中石墨球的大小、形状、分布向良好的方向进行改善；该复合孕育剂由硅钡、75硅铁、稀土硅组成，其加入量比例是8：4：2；

C、在合金外层铁水中加入小量的细晶强化元素，该细晶强化元素为相对于合金外层铁水总量0.18%～0.45%的铌铜Cu、0.18%～0.38%的铝Al中的一种或两种，加入的总量控制在0.65%以下，再加入微量的合金强化元素，该合金强化元素为相对于合金外层铁水总量0.02%～0.04的Nb、0.15%～0.36%的钒V、0.005%～0.01%的硼B、0.01%～0.015%的钛Ti中的一种或多种，加入的总量控制在0.04%以下；

E、离心浇注合金外层铁水，待其最内表层进入凝固期或达到工艺指定的1150℃（红外线测温枪检测）时再浇注符合上述介质层组成要求的介质层铁水；

F、在离心机浇铸完成工作外层与过渡层后下机，进行立式组箱并填芯冲洗，（注：此时铁水冲洗的是易于控制的冶金结合性好的介质层，冶金熔合充分并产生的结合缺陷少），最终浇注成复合轧辊毛坯。

本发明通过增加预前孕育处理工序，控制球化剂爆发时间，改善和得到理想形态的合金外层石墨形态、数量，且分布均匀，同时对铸造造型工艺发生优化，每次使用都必须用新制的模型，并得到充分的烘干，防止易生缺陷物带入冶金结合处，造成结合不稳定的情况发生。

另外，对于冷却成型后的毛坯冷硬轧辊首先进行一次回火热处理，可改善产品切削加工性，也防止硬度太高而加工困难、易崩块、爆边而出现加工质量问题出现，然后再进行粗加工，粗加工完成后再进行一次回火热处理，可稳定组织残奥量、均化硬度、减轻前期出现大的铸造应力、热处理应力、机加工应力，通过增加热处理回火次数，消除和改善应力与残奥的危害。

由于本发明在合金外层和芯部之间设置介质层，改善原合金外层与芯部结合不稳定的情况，同时对铸造工艺增加预前孕育处理工序以及微合金化处理工序，并控制球化剂爆发时间，改善和得到理想形态的合金外层石墨形态、数量，同时通过微合金有益元素的细晶强化和形变强化作用使其性能得到提高，不再产生掉渣及小的剥落质量问题，且过钢量明显提升，约35%, 目前投放欧州市场颇受欢迎，定单量在递增中。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims

1.一种加强型冷硬轧辊，包括合金外层和芯部，其特征在于：所述合金外层和芯部之间设置有介质层，所述介质层的化学成分重量百分比是：C 2.8-3.0％，Si 1.8-2.6％，Mn 0.2-0.4％，P≤0.40％，S≤0.08％，Cr 0.0-0.2％，Ni 0.0-0.2％，Mo 0.0-0.1％，Mg 0.04-0.06％，Cu 0-0.02％。

2.根据权利要求1所述的一种加强型冷硬轧辊的制备方法，其特征在于：其主要包括下列几个步骤：

3.根据权利要求2所述的一种加强型冷硬轧辊的制备方法，其特征在于：所述复合孕育剂由硅钡、75硅铁、稀土硅组成，其加入量比例是8：4：2。

4.根据权利要求2所述的一种加强型冷硬轧辊的制备方法，其特征在于：所述细晶强化元素为相对于合金外层铁水总量0.18％～0.45％的铌铜Cu、0.18％～0.38％的铝Al中的一种或两种，加入的总量控制在0.65％以下。

5.根据权利要求2所述的一种加强型冷硬轧辊的制备方法，其特征在于：所述合金强化元素为相对于合金外层铁水总量0.02％～0.04％的Nb、0.005％～0.01％的硼B、0.01％～0.015％的钛Ti中的一种或多种，加入的总量控制在0.04％以下。

6.根据权利要求2所述的一种加强型冷硬轧辊的制备方法，其特征在于：对于冷却成型后的毛坯冷硬轧辊首先进行一次回火热处理，然后再进行粗加工，粗加工完成后再进行一次回火热处理。