CN111020362A - 一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊，按照重量比计所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的各元素成分的质量百分比如下：碳3.2～3.6％、硅1.8～2.4％、锰0.5～1.2％、镁0.08～0.12％、铜0.2～0.6％、镍0.2～0.4％、铈0.03～0.04％、钇0.08～0.1％、钼0.01～0.02％、铬0.04～0.1％、钛0.004～0.006％、钒0.02～0.03％、磷≤0.05％、硫≤0.025％，余量为铁。本发明还提供了一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的制造方法。本发明的轧边辊可长期在高温状态下强挤压不开裂，耐磨性、挤压韧性、抗热疲劳性能优异，不但提高了在机作业时间，更好地延长了轧边辊的使用寿命，本发明的制造方法可合理设置加热温度、保温时间、冷却速率及方式，有效提高球墨铸铁的强度及耐温性，制备方法简单高效。
Description
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，具体为一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊，同时，本发明还涉及一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的制造方法。
背景技术
万能轧机是由一对水平辊和一对立辊组成主机架，其四个辊的轴线在一个平面内，水平辊为主动辊，立辊为从动辊(有的轧机立辊也可驱动)，可对轧件进行四面加工，并由二辊水平轧机做辅助机架(轧边机)。
万能轧机主要用来轧制各类型钢，例如：H型钢、钢轨、工字钢、槽钢、钢板桩、U型钢、L型钢、不等边角钢等各种类型的型钢，因其适用于多品种钢材轧制，故而得名“万能轧机”。
轧边辊是万能轧机的重要部件，现有的球墨铸铁轧边辊由于配方和工艺的不合理，极易产生疲劳裂纹，易受热力、扭曲压力和应力的作用，破坏轧边辊自身的基体组织，产生热疲劳裂纹的因素很高，影响其使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊，可长期在高温状态下强挤压不开裂，耐磨性、挤压韧性、抗热疲劳性能优异，不但提高了在机作业时间，更好地延长了轧边辊的使用寿命，本发明提供的一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的制造方法，可合理设置加热温度、保温时间、冷却速率及方式，有效提高球墨铸铁的强度及耐温性，制备方法简单高效，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊，按照重量比计所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的各元素成分的质量百分比如下：
碳3.2～3.6％、硅1.8～2.4％、锰0.5～1.2％、镁0.08～0.12％、铜0.2～0.6％、镍0.2～0.4％、铈0.03～0.04％、钇0.08～0.1％、钼0.01～0.02％、铬0.04～0.1％、钛0.004～0.006％、钒0.02～0.03％、磷≤0.05％、硫≤0.025％，余量为铁。
优选的，按照重量比计所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的各元素成分的质量百分比如下：
碳3.2％、硅1.8％、锰0.5％、镁0.08％、铜0.2％、镍0.2％、铈0.03％、钇0.08％、钼0.01％、铬0.04％、钛0.004％、钒0.02％、磷0.03％、硫0.01％，余量为铁。
优选的，按照重量比计所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的各元素成分的质量百分比如下：
碳3.4％、硅2.1％、锰0.8％、镁0.1％、铜0.4％、镍0.3％、铈0.035％、钇0.09％、钼0.015％、铬0.07％、钛0.005％、钒0.025％、磷0.04％、硫0.02％，余量为铁。
优选的，按照重量比计所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的各元素成分的质量百分比如下：
碳3.6％、硅2.4％、锰1.2％、镁0.12％、铜0.6％、镍0.4％、铈0.04％、钇0.1％、钼0.02％、铬0.1％、钛0.006％、钒0.03％、磷0.05％、硫0.025％，余量为铁。
本发明还提供了一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的制造方法，包括以下步骤：
S1、按照重量比称取如下配料：
碳3.2～3.6％、硅1.8～2.4％、锰0.5～1.2％、镁0.08～0.12％、铜0.2～0.6％、镍0.2～0.4％、铈0.03～0.04％、钇0.08～0.1％、钼0.01～0.02％、铬0.04～0.1％、钛0.004～0.006％、钒0.02～0.03％、磷≤0.05％、硫≤0.025％，余量为铁；
S2、将S1中称取的配料用中频感应电炉在1450～1480℃下全部熔化成铁水，再经LF炉精炼；
S3、检测S2中精炼后铁水中各元素的含量，并调整各元素含量至符合配方要求，用KR搅拌脱硫技术对铁水进行脱硫处理；
S4、铁水出炉用稀土镁和CaSi球化剂球化处理，用FeSi孕育剂孕育后再用CaBa孕育剂连续孕育；
S5、将S4中孕育后的铁水浇注到模具中，得铸件；
S6、热处理后即得到所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊。
优选的，所述S6的具体步骤为：
升温：将待处理球墨铸铁件随炉升温至退火温度，退火温度在820～860℃范围内；
保温：使球墨铸铁件在退火温度下保持2～4小时；
缓冷降温：使球墨铸铁件随炉缓冷2～3个小时；
空冷降温：缓冷降温后，将球墨铸铁件取出空冷。
优选的，所述随炉升温以4～6℃/min的速度升温至820～860℃。
优选的，所述经空冷降温步骤处理后，所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的抗拉强度≥505MPa，断后伸长率≥16.3％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊成分配比合理，可长期在高温状态下强挤压不开裂，耐磨性、挤压韧性、抗热疲劳性能优异，不但提高了在机作业时间，更好地延长了轧边辊的使用寿命，本发明提供的一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的制造方法在热处理中，合理设置加热温度、保温时间、冷却速率及方式，有效提高球墨铸铁的强度及耐温性，制备方法简单高效。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊，按照重量比计所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的各元素成分的质量百分比如下：
碳3.2％、硅1.8％、锰0.5％、镁0.08％、铜0.2％、镍0.2％、铈0.03％、钇0.08％、钼0.01％、铬0.04％、钛0.004％、钒0.02％、磷0.03％、硫0.01％，余量为铁。
本发明还提供了一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的制造方法，包括以下步骤：
S1、按照重量比称取如下配料：
碳3.2％、硅1.8％、锰0.5％、镁0.08％、铜0.2％、镍0.2％、铈0.03％、钇0.08％、钼0.01％、铬0.04％、钛0.004％、钒0.02％、磷0.03％、硫0.01％，余量为铁；
S2、将S1中称取的配料用中频感应电炉在1450℃下全部熔化成铁水，再经LF炉精炼；
S3、检测S2中精炼后铁水中各元素的含量，并调整各元素含量至符合配方要求，用KR搅拌脱硫技术对铁水进行脱硫处理；
S4、铁水出炉用稀土镁和CaSi球化剂球化处理，用FeSi孕育剂孕育后再用CaBa孕育剂连续孕育；
S5、将S4中孕育后的铁水浇注到模具中，得铸件；
S6、升温：将待处理球墨铸铁件随炉升温以4℃/min的速度升温至退火温度，退火温度在820℃范围内；
保温：使球墨铸铁件在退火温度下保持2小时；
缓冷降温：使球墨铸铁件随炉缓冷2个小时；
空冷降温：缓冷降温后，将球墨铸铁件取出空冷，即得到所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊。
所述经空冷降温步骤处理后，所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的抗拉强度≥505MPa，断后伸长率≥16.3％。
实施例2
一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊，按照重量比计所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的各元素成分的质量百分比如下：
碳3.4％、硅2.1％、锰0.8％、镁0.1％、铜0.4％、镍0.3％、铈0.035％、钇0.09％、钼0.015％、铬0.07％、钛0.005％、钒0.025％、磷0.04％、硫0.02％，余量为铁。
本发明还提供了一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的制造方法，包括以下步骤：
S1、按照重量比称取如下配料：
碳3.4％、硅2.1％、锰0.8％、镁0.1％、铜0.4％、镍0.3％、铈0.035％、钇0.09％、钼0.015％、铬0.07％、钛0.005％、钒0.025％、磷0.04％、硫0.02％，余量为铁；
S2、将S1中称取的配料用中频感应电炉在1465℃下全部熔化成铁水，再经LF炉精炼；
S3、检测S2中精炼后铁水中各元素的含量，并调整各元素含量至符合配方要求，用KR搅拌脱硫技术对铁水进行脱硫处理；
S4、铁水出炉用稀土镁和CaSi球化剂球化处理，用FeSi孕育剂孕育后再用CaBa孕育剂连续孕育；
S5、将S4中孕育后的铁水浇注到模具中，得铸件；
S6、升温：将待处理球墨铸铁件随炉升温以5℃/min的速度升温至退火温度，退火温度在840℃范围内；
保温：使球墨铸铁件在退火温度下保持3小时；
缓冷降温：使球墨铸铁件随炉缓冷2.5个小时；
空冷降温：缓冷降温后，将球墨铸铁件取出空冷，即得到所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊。
所述经空冷降温步骤处理后，所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的抗拉强度≥505MPa，断后伸长率≥16.3％。
实施例3
一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊，按照重量比计所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的各元素成分的质量百分比如下：
碳3.6％、硅2.4％、锰1.2％、镁0.12％、铜0.6％、镍0.4％、铈0.04％、钇0.1％、钼0.02％、铬0.1％、钛0.006％、钒0.03％、磷0.05％、硫0.025％，余量为铁。
本发明还提供了一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的制造方法，包括以下步骤：
S1、按照重量比称取如下配料：
碳3.6％、硅2.4％、锰1.2％、镁0.12％、铜0.6％、镍0.4％、铈0.04％、钇0.1％、钼0.02％、铬0.1％、钛0.006％、钒0.03％、磷0.05％、硫0.025％，余量为铁；
S2、将S1中称取的配料用中频感应电炉在1480℃下全部熔化成铁水，再经LF炉精炼；
S3、检测S2中精炼后铁水中各元素的含量，并调整各元素含量至符合配方要求，用KR搅拌脱硫技术对铁水进行脱硫处理；
S4、铁水出炉用稀土镁和CaSi球化剂球化处理，用FeSi孕育剂孕育后再用CaBa孕育剂连续孕育；
S5、将S4中孕育后的铁水浇注到模具中，得铸件；
S6、升温：将待处理球墨铸铁件随炉升温以6℃/min的速度升温至退火温度，退火温度在860℃范围内；
保温：使球墨铸铁件在退火温度下保持4小时；
缓冷降温：使球墨铸铁件随炉缓冷3个小时；
空冷降温：缓冷降温后，将球墨铸铁件取出空冷，即得到所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊。
所述经空冷降温步骤处理后，所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的抗拉强度≥505MPa，断后伸长率≥16.3％。
综上所述：本发明提供的一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊成分配比合理，可长期在高温状态下强挤压不开裂，耐磨性、挤压韧性、抗热疲劳性能优异，不但提高了在机作业时间，更好地延长了轧边辊的使用寿命，本发明提供的一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的制造方法在热处理中，合理设置加热温度、保温时间、冷却速率及方式，有效提高球墨铸铁的强度及耐温性，制备方法简单高效。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊，其特征在于，按照重量比计所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的各元素成分的质量百分比如下：
碳3.2～3.6％、硅1.8～2.4％、锰0.5～1.2％、镁0.08～0.12％、铜0.2～0.6％、镍0.2～0.4％、铈0.03～0.04％、钇0.08～0.1％、钼0.01～0.02％、铬0.04～0.1％、钛0.004～0.006％、钒0.02～0.03％、磷≤0.05％、硫≤0.025％，余量为铁。
2.根据权利要求1所述的一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊，其特征在于，按照重量比计所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的各元素成分的质量百分比如下：
碳3.2％、硅1.8％、锰0.5％、镁0.08％、铜0.2％、镍0.2％、铈0.03％、钇0.08％、钼0.01％、铬0.04％、钛0.004％、钒0.02％、磷0.03％、硫0.01％，余量为铁。
3.根据权利要求1所述的一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊，其特征在于，按照重量比计所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的各元素成分的质量百分比如下：
碳3.4％、硅2.1％、锰0.8％、镁0.1％、铜0.4％、镍0.3％、铈0.035％、钇0.09％、钼0.015％、铬0.07％、钛0.005％、钒0.025％、磷0.04％、硫0.02％，余量为铁。
4.根据权利要求1所述的一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊，其特征在于，按照重量比计所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的各元素成分的质量百分比如下：
碳3.6％、硅2.4％、锰1.2％、镁0.12％、铜0.6％、镍0.4％、铈0.04％、钇0.1％、钼0.02％、铬0.1％、钛0.006％、钒0.03％、磷0.05％、硫0.025％，余量为铁。
5.一种如权利要求1中所述的适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照重量比称取如下配料：
碳3.2～3.6％、硅1.8～2.4％、锰0.5～1.2％、镁0.08～0.12％、铜0.2～0.6％、镍0.2～0.4％、铈0.03～0.04％、钇0.08～0.1％、钼0.01～0.02％、铬0.04～0.1％、钛0.004～0.006％、钒0.02～0.03％、磷≤0.05％、硫≤0.025％，余量为铁；
S2、将S1中称取的配料用中频感应电炉在1450～1480℃下全部熔化成铁水，再经LF炉精炼；
S3、检测S2中精炼后铁水中各元素的含量，并调整各元素含量至符合配方要求，用KR搅拌脱硫技术对铁水进行脱硫处理；
S4、铁水出炉用稀土镁和CaSi球化剂球化处理，用FeSi孕育剂孕育后再用CaBa孕育剂连续孕育；
S5、将S4中孕育后的铁水浇注到模具中，得铸件；
S6、热处理后即得到所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊。
6.根据权利要求5所述的一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的制造方法，其特征在于，所述S6的具体步骤为：
升温：将待处理球墨铸铁件随炉升温至退火温度，退火温度在820～860℃范围内；
保温：使球墨铸铁件在退火温度下保持2～4小时；
缓冷降温：使球墨铸铁件随炉缓冷2～3个小时；
空冷降温：缓冷降温后，将球墨铸铁件取出空冷。
7.根据权利要求6所述的一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的制造方法，其特征在于：所述随炉升温以4～6℃/min的速度升温至820～860℃。
8.根据权利要求6所述的一种适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的制造方法，其特征在于：所述经空冷降温步骤处理后，所述适用于万能轧机的球墨铸铁轧边辊的抗拉强度≥505MPa，断后伸长率≥16.3％。
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