CN109554612A - 一种新型冷轧工作辊及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型冷轧工作辊，该冷轧工作辊的成分及其重量百分含量为：0.70～1.0%的C；0.80～1.50%的Si；0.20～0.80%的Mn；2.50～3.50%的Cr；0.60～0.80%的Mo；0.30～0.50%的V；其余成分为Fe以及不可避免杂质。制备方法为：辊坯制备→粗加工→调质热处理→半精加工→辊身热处理→精加工→成品辊。本发明通过取消Ni元素且提高Si、Mn、Mo元素的含量，对材料进行超低温冷处理，降低了成本并改善了材料性能，使制得的成品辊的表面硬度为90‑98HSD且均匀性≤1.5HSD、淬硬层深度达到30mm、抗拉强度≥900MPa且金相组织晶粒度≥9级，满足使用要求。

Description

一种新型冷轧工作辊及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料及热处理技术领域，具体地说是一种通过取消Ni元素且提高Si、Mn、Mo元素的含量、并对材料进行超低温冷处理以降低成本、提高材料性能的新型冷轧工作辊及其制备方法。
背景技术
近年来，随着家电、汽车、电子工业的快速发展，冷轧企业发展势头非常强劲。很多民营企业冷轧产品也进入如家电、高档建材等中高端行业，这些行业对板材表面的质量要求非常高，同样对轧辊的性能要求也大大提高。当前大部分冷轧机组为六辊轧辊，分别是一组工作辊、一组中间辊、一组支承辊，工作辊直接与轧材接触，它要求具备高的耐磨性，而中间辊同时与工作辊、支承辊接触，它需要具备较高的抗接触疲劳性能。据统计用户在使用过程中约60%的轧辊会由于接触疲劳性能而造成质量损失或提前报废。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种通过取消Ni元素且提高Si、Mn、Mo元素的含量、并对材料进行超低温冷处理以降低成本、提高材料性能的新型冷轧工作辊及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案解决的：
一种新型冷轧工作辊，其特征在于：该冷轧辊的成分及其重量百分含量为：0.70～1.0%的C；0.80～1.50%的Si；0.20～0.80%的Mn；2.50～3.50%的Cr；0.60～0.80%的Mo；0.30～0.50%的V；其余成分为Fe以及不可避免杂质。
一种新型冷轧工作辊的制备方法，其特征在于：该冷轧工作辊的制备方法按下述步骤进行：辊坯制备→粗加工→调质热处理→半精加工→辊身热处理→精加工→成品辊，其中该冷轧工作辊的辊身热处理工艺流程如下：首先采用300～400℃预热，然后进行900～950℃的双频感应淬火热处理，淬火完成后进行-130～-160℃的低温深冷处理，最后送入回火炉中进行100～180℃的低温回火热处理。
预热时冷轧工作辊的温度从室温以8～9℃/min的升温速率升至300～400℃，并保温3～5h。
淬火热处理时，预热完成后进行900～950℃的双频感应淬火热处理，并保温1～1.5h。
低温深冷处理的保温时间为8～9h。
低温回火热处理的保温时间为80～130h。
制得的成品辊的表面硬度为90-98HSD且均匀性≤1.5HSD、淬硬层深度达到30mm、抗拉强度≥900MPa且金相组织晶粒度≥9级。
本发明相比现有技术有如下优点：
本发明通过取消Ni元素且提高Si、Mn、Mo元素的含量，既可以优化化学成分匹配并能在总体上降低一定的生产成本，提高了Mo元素含量，能够进一步细化组织、提高材料性能；通过对材料进行超低温冷处理，达到了既降低了一定的材料成本，又可以改善材料性能，使制得的成品辊的表面硬度为90-98HSD且均匀性≤1.5HSD、淬硬层深度达到30mm、抗拉强度≥900MPa且金相组织晶粒度≥9级，满足使用要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
一种新型冷轧工作辊，该冷轧辊的成分及其重量百分含量为：0.70～1.0%的C；0.80～1.50%的Si；0.20～0.80%的Mn；2.50～3.50%的Cr；0.60～0.80%的Mo；0.30～0.50%的V；其余成分为Fe以及不可避免杂质。
一种新型冷轧工作辊的制备方法，该冷轧工作辊的制备方法按下述步骤进行：辊坯制备→粗加工→调质热处理→半精加工→辊身热处理→精加工→成品辊，其中该冷轧工作辊的辊身热处理工艺流程如下：首先采用300～400℃预热，预热时冷轧工作辊的温度从室温以8～9℃/min的升温速率升至300～400℃，并保温3～5h；然后进行900～950℃的双频感应淬火热处理，并保温1～1.5h；淬火完成后进行-130～-160℃的低温深冷处理，并保温时间为8～9h；最后送入回火炉中进行100～180℃的低温回火热处理，并保温时间为80～130h。制得的成品辊的表面硬度为90-98HSD且均匀性≤1.5HSD、淬硬层深度达到30mm、抗拉强度≥900MPa且金相组织晶粒度≥9级。
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一
一种新型冷轧工作辊，该冷轧工作辊的成分及其重量百分含量为：0.85%的C；1.48%的Si；0.62%的Mn；2.93%的Cr；0.69%的Mo；0.32%的V；其余成分为Fe以及不可避免杂质。该冷轧工作辊的制备方法按下述步骤进行：辊坯制备→粗加工→调质热处理→半精加工→辊身热处理→精加工→成品辊，其中该冷轧工作辊的辊身热处理工艺流程如下：首先采用360℃预热，预热时冷轧工作辊的温度从室温以9℃/min的升温速率升至360℃，并保温4h；预热完成后进行900～950℃的双频感应淬火热处理，并保温1h；淬火完成后进行-150℃的低温深冷处理，并保温时间为8h；最后送入回火炉中进行170℃的低温回火热处理，并保温时间为80h。通过取消Ni元素且提高Si、Mn、Mo元素的含量，既可以优化化学成分匹配并能在总体上降低一定的生产成本，提高了Mo元素含量，能够进一步细化组织、提高材料性能；通过对材料进行超低温冷处理，达到了既降低了一定的材料成本，又可以改善材料性能，使制得的成品辊的表面硬度为93HSD且均匀性≤1.2HSD、淬硬层深度达到32mm、抗拉强度≥900MPa且金相组织晶粒度≥9级。
实施例二
一种新型冷轧工作辊，该冷轧工作辊的成分及其重量百分含量为：0.90%的C；0.82%的Si；0.65%的Mn；3.18%的Cr；0.75%的Mo；0.47%的V；其余成分为Fe以及不可避免杂质。该冷轧工作辊的制备方法按下述步骤进行：辊坯制备→粗加工→调质热处理→半精加工→辊身热处理→精加工→成品辊，其中该冷轧工作辊的辊身热处理工艺流程如下：首先采用320℃预热，预热时冷轧工作辊的温度从室温以8℃/min的升温速率升至320℃，并保温5h；预热完成后进行900～950℃的双频感应淬火热处理，并保温1.3h；淬火完成后进行-130的低温深冷处理，并保温时间为9h；最后送入回火炉中进行140℃的低温回火热处理，并保温时间为100h。通过取消Ni元素且提高Si、Mn、Mo元素的含量，既可以优化化学成分匹配并能在总体上降低一定的生产成本，提高了Mo元素含量，能够进一步细化组织、提高材料性能；通过对材料进行超低温冷处理，达到了既降低了一定的材料成本，又可以改善材料性能，使制得的成品辊的表面硬度为96HSD且均匀性≤1.4HSD、淬硬层深度达到31mm、抗拉强度≥900MPa且金相组织晶粒度≥9级。
实施例三
一种新型冷轧工作辊，该冷轧工作辊的成分及其重量百分含量为：0.78%的C；1.24%的Si；0.45%的Mn；3.50%的Cr；0.80%的Mo；0.44%的V；其余成分为Fe以及不可避免杂质。该冷轧工作辊的制备方法按下述步骤进行：辊坯制备→粗加工→调质热处理→半精加工→辊身热处理→精加工→成品辊，其中该冷轧工作辊的辊身热处理工艺流程如下：首先采用380℃预热，预热时冷轧工作辊的温度从室温以9℃/min的升温速率升至380℃，并保温4h；预热完成后进行900～950℃的双频感应淬火热处理，并保温1h；淬火完成后进行-160℃的低温深冷处理，并保温时间为8h；最后送入回火炉中进行120℃的低温回火热处理，并保温时间为130h。通过取消Ni元素且提高Si、Mn、Mo元素的含量，既可以优化化学成分匹配并能在总体上降低一定的生产成本，提高了Mo元素含量，能够进一步细化组织、提高材料性能；通过对材料进行超低温冷处理，达到了既降低了一定的材料成本，又可以改善材料性能，使制得的成品辊的表面硬度为97HSD且均匀性≤1.1HSD、淬硬层深度达到34mm、抗拉强度≥900MPa且金相组织晶粒度≥9级。
本发明通过取消Ni元素且提高Si、Mn、Mo元素的含量，既可以优化化学成分匹配并能在总体上降低一定的生产成本，提高了Mo元素含量，能够进一步细化组织、提高材料性能；通过对材料进行超低温冷处理，达到了既降低了一定的材料成本，又可以改善材料性能，使制得的成品辊的表面硬度为90-98HSD且均匀性≤1.5HSD、淬硬层深度达到30mm、抗拉强度≥900MPa且金相组织晶粒度≥9级，满足使用要求。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种新型冷轧工作辊，其特征在于：该冷轧辊的成分及其重量百分含量为：0.70～1.0%的C；0.80～1.50%的Si；0.20～0.80%的Mn；2.50～3.50%的Cr；0.60～0.80%的Mo；0.30～0.50%的V；其余成分为Fe以及不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的新型冷轧工作辊的制备方法，其特征在于：该冷轧工作辊的制备方法按下述步骤进行：辊坯制备→粗加工→调质热处理→半精加工→辊身热处理→精加工→成品辊，其中该冷轧工作辊的辊身热处理工艺流程如下：首先采用300～400℃预热，然后进行900～950℃的双频感应淬火热处理，淬火完成后进行-130～-160℃的低温深冷处理，最后送入回火炉中进行100～180℃的低温回火热处理。
3.根据权利要求2所述的新型冷轧工作辊的制备方法，其特征在于：预热时冷轧工作辊的温度从室温以8～9℃/min的升温速率升至300～400℃，并保温3～5h。
4.根据权利要求2所述的新型冷轧工作辊的制备方法，其特征在于：淬火热处理时，将预热完成的轧辊直接送入温度为900～950℃的淬火炉中进行淬火热处理，并保温1～1.5h。
5.根据权利要求2所述的新型冷轧工作辊的制备方法，其特征在于：低温深冷处理的保温时间为8～9h。
6.根据权利要求2所述的新型冷轧工作辊的制备方法，其特征在于：低温回火热处理的保温时间为80～130h。
7.根据权利要求2-6任一所述的新型冷轧工作辊的制备方法，其特征在于：制得的成品辊的表面硬度为90-98HSD且均匀性≤1.5HSD、淬硬层深度达到30mm、抗拉强度≥900MPa且金相组织晶粒度≥9级。
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