CN104789873A - 一种轧机切分轮及其再生制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轧机切分轮，该轧机切分轮的各组分按质量百分比的构成为：C1.45%～1.70%，Si≤0.40%，Mn0.3%～0.5%，S≤0.030%，P≤0.030%，Cr 11.00%～12.50%，W 0.5%～0.8%，RE 0.05%～0.12%， V 0.15～0.30%，Mo 0.40%～0.60%，Ni允许残余含量≤0.25%，Cu允许残余含量≤0.30%，其余为Fe，本发明所述的轧机切分轮的再生制造工艺如下：将废旧的切分轮在感应电磁炉中冶炼，将冶炼后的切分轮在钢包炉精炼，将精炼后的切分轮进行VD/RH真空脱气，用低温蜡基模料制成切分轮模型，去除浇注***后得到切分轮。本发明具有使用寿命长等优点。

Description

一种轧机切分轮及其再生制造工艺
技术领域
本发明属于轧机零件切分轮制备及其再生制造领域，具体是涉及一种轧机切分轮及其再生制造工艺。
背景技术
切分导卫箱是实现棒线材切分轧制的关键部件，其中的切分轮是核心部件，切分轧制较单线轧制，其产量高、节约能源、降低成本，如二切分轮能提高产量170%、能耗降低30%、成本降低30%，三切分轮能提高产量210%、能耗降低45%、成本降低45%，但是，切分轮工作环境恶劣，切刃与1000℃左右的高温轧件接触，冷却水使得切分轮处于交变急冷急热状态中，高速行进的轧材会使切刃产生强烈磨损，另外，切刃还要承受来自轧件的冲击载荷，使得切分轮的使用寿命短、消耗量大、更换频繁，并已成为目前制约钢材生产的瓶颈之一，工作中，切分轮直接与红钢接触，其关键性能是要求其工作面应具有良好的耐磨性、高温强度等，以提高其使用寿命。目前在实际生产中，多运用高级合金钢作为切分轮材料，其优点是耐磨性好、高温强度高，如首钢用的切分轮材料是W6Mo5Cr4V2，但是这种材料在热处理和机磨加工中较困难，安徽凯得利机械模具有限公司所使用的切分轮材料为Cr6W2Si，这种材料常用于机用刀片切割铜、铝等软金属，耐磨性不足；本公司所用切分轮材料为Cr12MoV，该材料具有高耐磨性、高抗腐蚀性和高尺寸稳定性等优点，但是由于切分轮长时间在高温状态下使用，仍具有一定的磨损,目前，仅有个别厂家采用诸如表面镀膜等方法提高其使用寿命，但是还没有采用微合金化、切分轮修复和再生制造等技术以提高其使用寿命的方法。
发明内容
本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种轧机切分轮及其再生制造工艺，以解决切分轮在服役时磨损严重、寿命短、替换频繁等问题。
本发明为解决技术问题采用以下技术方案。
一种轧机切分轮， 其特点是：该轧机切分轮的各组分按质量百分比的构成为：C1.45%～1.70%，Si≤0.40%，Mn0.3%～0.5%，S≤0.030%，P≤0.030%，Cr 11.00%～12.50%，W 0.5%～0.8%，RE 0.05%～0.12%， V 0.15～0.30%，Mo 0.40%～0.60%，Ni允许残余含量≤0.25%，Cu允许残余含量≤0.30%，其余为Fe。
本发明所述的轧机切分轮的再生制造工艺如下：
步骤一：将废旧的切分轮在感应电磁炉中冶炼，加入生铁、废钢等，实现组分初步调节并得到如下成分：C1.00%～1.20%，Si≤0.40%，Mn 0.2%～0.4%，S≤0.045%，P≤0.045%，Cr≤10%， V≤0.15%，Mo≤0.30%，Ni允许残余含量≤0.25%，Cu允许残余含量≤0.30%，其余为Fe；
步骤二：将步骤一冶炼后的切分轮在钢包炉精炼，在钢包炉中脱S、脱O、脱P及加入合金元素和稀土元素，成分微调，得到如下成分：C1.45%～1.70%，Si≤0.40%，Mn 0.3%～0.5%，S≤0.030%，P≤0.030%，Cr 11.00%～12.50%，W 0.5%～0.8%，RE 0.05%～0.12%、V 0.15～0.30%，Mo 0.40%～0.60%，Ni允许残余含量≤0.25%，Cu允许残余含量≤0.30%，其余为Fe；
步骤三：将步骤二精炼后的切分轮进行VD/RH真空脱气，在VD/RH炉中真空脱气及成分微调，得到如下成分：C1.45%～1.70%，Si≤0.40%，Mn0.3%～0.5%，S≤0.030%，P≤0.030%，Cr 11.00%～12.50%，W 0.5%～0.8%，RE 0.05%～0.12%，V 0.15～0.30%，Mo 0.40%～0.60%，Ni允许残余含量≤0.25%，Cu允许残余含量≤0.30%，其余为Fe；
步骤四：用低温蜡基模料制成切分轮模型，用硅溶胶-水玻璃复合型壳制壳工艺制得切分轮模型型壳，在硅溶胶-水玻璃复合模型型壳制备过程中，在切分轮模型上先涂抹2-4层硅溶胶，涂3-5层水玻璃并蒸汽脱蜡后，得到切分轮模型型壳；
步骤五：焙烧切分轮模型型壳，焙烧温度为950-1000℃，保温时间为40分钟，焙烧结束后，将步骤三配制的混合料倒入切分轮模型型壳内进行浇注，铁水的出炉温度为1600～1620℃，浇注温度为1530～1540℃，切分轮模型型壳温度为450～550℃，浇注后，将制成的切分轮自然冷却至室温，去除浇注***后得到切分轮。
本发明与现有技术相比，具有以下不同：
本公司原切分轮的使用材料为Cr12MoV，原切分轮的硬度通常为HRC45～60，在原材料中进行了微合金化处理，由于合金元素钨具有高强度、高硬度、高耐磨性和高熔点等特点，且其高温强度好，因此在步骤二中，钨加入钢中可与碳形成碳化物，而碳化物具有高的硬度、耐磨性和难溶性，因此，为了提高切分轮的耐磨性，本发明技术在熔炼过程中添加了合金元素钨，即在原切分轮材料Cr12MoV的基础上添加质量百分比为0.5%～0.8%的W，以提高其耐磨性和红硬性，经检验，少量金属钨加入Cr12MoV中后，切分轮的平均硬度达HRC60～63，可较大幅度提高其耐磨性，增加其使用寿命，在合金中加入0.05%～0.12%的RE，具有进化钢液，抑制S、P及低熔点夹杂在晶界偏聚，强化晶界，同时可以使条状硫化物转化为球状，提高钢的韧性和耐磨性，改善钢的抗疲劳性能。
本发明具有以下有益效果：显著提高了切分轮的耐磨性，添加合金元素后，切分轮由以前的1天一换，变成1.5天左右一换，降低了切分轮的维修费用，延长了其使用寿命。
具体实施方式
本发明为解决技术问题采用以下技术方案。
一种轧机切分轮， 其特点是：该轧机切分轮的各组分按质量百分比的构成为：C1.45%～1.70%，Si≤0.40%，Mn0.3%～0.5%，S≤0.030%，P≤0.030%，Cr 11.00%～12.50%，W 0.5%～0.8%，RE 0.05%～0.12%， V 0.15～0.30%，Mo 0.40%～0.60%，Ni允许残余含量≤0.25%，Cu允许残余含量≤0.30%，其余为Fe。
本发明所述的轧机切分轮的再生制造工艺如下：
步骤一：将废旧的切分轮在感应电磁炉中冶炼，加入生铁、废钢等，实现组分初步调节并得到如下成分：C1.00%～1.20%，Si≤0.40%，Mn 0.2%～0.4%，S≤0.045%，P≤0.045%，Cr≤10%， V≤0.15%，Mo≤0.30%，Ni允许残余含量≤0.25%，Cu允许残余含量≤0.30%，其余为Fe；
步骤二：将步骤一冶炼后的切分轮在钢包炉精炼，在钢包炉中脱S、脱O、脱P及加入合金元素和稀土元素，成分微调，得到如下成分：C1.45%～1.70%，Si≤0.40%，Mn 0.3%～0.5%，S≤0.030%，P≤0.030%，Cr 11.00%～12.50%，W 0.5%～0.8%，RE 0.05%～0.12%、V 0.15～0.30%，Mo 0.40%～0.60%，Ni允许残余含量≤0.25%，Cu允许残余含量≤0.30%，其余为Fe；
步骤三：将步骤二精炼后的切分轮进行VD/RH真空脱气，在VD/RH炉中真空脱气及成分微调，得到如下成分：C1.45%～1.70%，Si≤0.40%，Mn0.3%～0.5%，S≤0.030%，P≤0.030%，Cr 11.00%～12.50%，W 0.5%～0.8%，RE 0.05%～0.12%，V 0.15～0.30%，Mo 0.40%～0.60%，Ni允许残余含量≤0.25%，Cu允许残余含量≤0.30%，其余为Fe；
步骤四：用低温蜡基模料制成切分轮模型，用硅溶胶-水玻璃复合型壳制壳工艺制得切分轮模型型壳，在硅溶胶-水玻璃复合模型型壳制备过程中，在切分轮模型上先涂抹2-4层硅溶胶，涂3-5层水玻璃并蒸汽脱蜡后，得到切分轮模型型壳；
步骤五：焙烧切分轮模型型壳，焙烧温度为950-1000℃，保温时间为40分钟，焙烧结束后，将步骤三配制的混合料倒入切分轮模型型壳内进行浇注，铁水的出炉温度为1600～1620℃，浇注温度为1530～1540℃，切分轮模型型壳温度为450～550℃，浇注后，将制成的切分轮自然冷却至室温，去除浇注***后得到切分轮。
本发明的目的是为了解决切分轮在服役时磨损严重、寿命短、替换频繁等问题，为此，在原切分轮材料Cr12MoV合金的基础上添加0.5%～0.8%的金属元素钨，同时加入0.05%～0.12%的RE，显著提高了使用寿命。
实施例1
步骤一：将废旧的切分轮在感应电磁炉中冶炼，加入生铁、废钢等，实现组分初步调节并得到如下成分：C 1.00% ，Si 0.40%，Mn 0.2%，S  0.045%，P 0.045%，Cr  10%， V  0.15%，Mo  0.30%，Ni 0.25%，Cu 0.30%，其余为Fe；
步骤二：将步骤一冶炼后的切分轮在钢包炉精炼，在钢包炉中脱S、脱O、脱P及加入合金元素和稀土元素，成分微调，得到如下成分：C 1.45% ，Si 0.40%，Mn 0.3% ，S 0.030%，P 0.030%，Cr 11.00% ，W 0.5% ，RE 0.05% 、V 0.15%，Mo 0.40% ，Ni 0.25%，Cu 0.30%，其余为Fe；
步骤三：将步骤二精炼后的切分轮进行VD/RH真空脱气，在VD/RH炉中真空脱气及成分微调，得到如下成分：C 1.45% ，Si 0.40%，Mn 0.3% ，S 0.030%，P 0.030%，Cr 11.00% ，W 0.5% ，RE 0.05% ，V 0.15%，Mo 0.40% ，Ni 0.25%，Cu 0.30%，其余为Fe；
步骤四：用低温蜡基模料制成切分轮模型，用硅溶胶-水玻璃复合型壳制壳工艺制得切分轮模型型壳，在硅溶胶-水玻璃复合模型型壳制备过程中，在切分轮模型上先涂抹2 层硅溶胶，涂3 层水玻璃并蒸汽脱蜡后，得到切分轮模型型壳；
步骤五：焙烧切分轮模型型壳，焙烧温度为950 ℃，保温时间为40分钟，焙烧结束后，将步骤三配制的混合料倒入切分轮模型型壳内进行浇注，铁水的出炉温度为1600 ℃，浇注温度为1530 ℃，切分轮模型型壳温度为450 ℃，浇注后，将制成的切分轮自然冷却至室温，去除浇注***后得到切分轮。
性能测试
显著提高了切分轮的耐磨性，添加合金元素后，切分轮由以前的1天一换，变成2天一换，降低了切分轮的维修费用，延长了其使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种轧机切分轮，  其特征在于：该轧机切分轮的各组分按质量百分比的构成为：C1.45%～1.70%，Si≤0.40%，Mn0.3%～0.5%，S≤0.030%，P≤0.030%，Cr 11.00%～12.50%，W 0.5%～0.8%，RE 0.05%～0.12%， V 0.15～0.30%，Mo 0.40%～0.60%，Ni允许残余含量≤0.25%，Cu允许残余含量≤0.30%，其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种轧机切分轮，其特征在于：所述的轧机切分轮的再生制造工艺如下：
步骤一：将废旧的切分轮在感应电磁炉中冶炼，加入生铁、废钢等，实现组分初步调节并得到如下成分：C1.00%～1.20%，Si≤0.40%，Mn 0.2%～0.4%，S≤0.045%，P≤0.045%，Cr≤10%， V≤0.15%，Mo≤0.30%，Ni允许残余含量≤0.25%，Cu允许残余含量≤0.30%，其余为Fe；
步骤二：将步骤一冶炼后的切分轮在钢包炉精炼，在钢包炉中脱S、脱O、脱P及加入合金元素和稀土元素，成分微调，得到如下成分：C1.45%～1.70%，Si≤0.40%，Mn 0.3%～0.5%，S≤0.030%，P≤0.030%，Cr 11.00%～12.50%，W 0.5%～0.8%，RE 0.05%～0.12%、V 0.15～0.30%，Mo 0.40%～0.60%，Ni允许残余含量≤0.25%，Cu允许残余含量≤0.30%，其余为Fe；
步骤三：将步骤二精炼后的切分轮进行VD/RH真空脱气，在VD/RH炉中真空脱气及成分微调，得到如下成分：C1.45%～1.70%，Si≤0.40%，Mn0.3%～0.5%，S≤0.030%，P≤0.030%，Cr 11.00%～12.50%，W 0.5%～0.8%，RE 0.05%～0.12%，V 0.15～0.30%，Mo 0.40%～0.60%，Ni允许残余含量≤0.25%，Cu允许残余含量≤0.30%，其余为Fe；
步骤四：用低温蜡基模料制成切分轮模型，用硅溶胶-水玻璃复合型壳制壳工艺制得切分轮模型型壳，在硅溶胶-水玻璃复合模型型壳制备过程中，在切分轮模型上先涂抹2-4层硅溶胶，涂3-5层水玻璃并蒸汽脱蜡后，得到切分轮模型型壳；
步骤五：焙烧切分轮模型型壳，焙烧温度为950-1000℃，保温时间为40分钟，焙烧结束后，将步骤三配制的混合料倒入切分轮模型型壳内进行浇注，铁水的出炉温度为1600～1620℃，浇注温度为1530～1540℃，切分轮模型型壳温度为450～550℃，浇注后，将制成的切分轮自然冷却至室温，去除浇注***后得到切分轮。
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