CN1594636A - 铝铸轧机用辊套钢和热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝铸轧机用辊套钢及其热处理方法。一种铝铸轧机用辊套钢,其化学成分重量百分比(%)为:碳(C)0.30~0.45,锰(Mn)0.60~0.80,硅(Si)0.20~0.40,磷(P)≤0.025,硫(S)≤0.025,铬(Cr)2.00~3.00,镍(Ni)0.50~1.00,钼(Mo)0.80~1.20,钒(V)0.10~0.20,铝(Al)≤0.012,其余为铁和其它不纯物。辊套钢的最终热处理方法是淬火后二次回火,淬火加热温度为850~920℃,保温后在机油中淬火;第一次回火辊套加热至500~560℃,保温10~20小时,在机油中冷却;第二次回火参数与第一次回火参数相同。本发明提高了辊套抗热疲劳裂纹的能力,从而提高了辊套的使用寿命,减少了生产故障,降低了生产成本。
Description
(一)技术领域
本发明涉及铝铸轧机用辊套钢及其热处理方法。
(二)背景技术
20世纪80年代我国在铝加工生产中开始采用铸轧技术和设备,90年代末期到21世纪前三年我国铸轧铝板卷生产出现了飞跃发展。新铸轧机不断地投入生产,但铸轧机中关键部件铸轧辊的技术水平比发达国家落后约20年。辊套是铸轧辊上的一个合金钢筒体,热套在辊芯上组成铸轧辊,参见图1。辊套也是铸轧辊的工作部件,铝液流到辊套上即凝固成固态铝,同时被轧成一条板带,参见图2。现有辊套的性能不稳定,工作过程中有时会发生爆裂,有时出现不正常的疲劳裂纹,导致辊套报废,造成巨大的经济损失。其原因是由于辊套材料的抗裂性能不好,辊套的生产工艺存在不合理之处。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种铝铸轧机用辊套钢和热处理方法。它克服了现有技术的缺陷,提高了辊套抗热疲劳裂纹的能力,从而提高了辊套的使用寿命,减少了生产故障,降低了生产成本。
为解决上述技术问题,本发明一种铝铸轧机用辊套钢,其化学成分重量百分比(%)为:碳(C)0.30~0.45,锰(Mn)0.60~0.80,硅(Si)0.20~0.40,磷(P)≤0.025,硫(S)≤0.025,铬(Cr)2.00~3.00,镍(Ni)0.50~1.00,钼(Mo)0.80~1.20,钒(V)0.10~0.20,铝(Al)≤0.012,其余为铁和其它不纯物。
实施铝铸轧机用辊套钢的最终热处理方法是:淬火后二次回火,淬火加热温度为850~920℃,保温后在机油中淬火;第一次回火辊套加热至500~560℃,保温10~20小时,在机油中冷却;第二次回火参数与第一次回火参数相同。
本发明是在现有的辊套钢材料的基础上作了二个改进。其一,是增加了辊套钢材料碳的含量,采用镍代替部分铬,调整锰硅元素的含量。其二,辊套在锻后热处理后的最终热处理中采用淬火加二次回火处理,回火保温时间延长,并采用在机油中冷却。经热处理后的辊套布氏硬度值可达到390~420HB,硬度均匀性≤15HB。本发明提高了辊套抗热疲劳裂纹的能力,从而提高了辊套的使用寿命,减少了生产故障,降低了生产成本。
(四)附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1为铸轧辊结构示意图;
图2为铸轧机工作原理图;
图3为辊套最终热处理工艺曲线图;
图4为辊套硬度测量部位图。
图中:1辊套,2辊芯,3铸轧嘴,4铝液,5浮漂,6前箱,7铝液,8铸轧带坯。
(五)具体实施方式
实施例1
在26吨电弧炉中炼钢,浇注13.2吨的八角钢锭(自由锻压用钢锭)二件,炼钢原料主要是精选废钢、炼钢生铁、相应的铁合金,每炉原料总重33吨。钢水脱氧采用Si-Ca铁,不用铝脱氧。钢水还需在30吨钢包精炼炉中进行精炼。精炼过程中进行成分微调和真空精炼除气。真空度为<133Pa,除气时间为12分钟。钢水的最终化学成分(重量百分比)为:C 0.43,Mn 0.76,Si 0.39,P 0.012,S 0.008,Cr 2.80,Ni 0.90,Mo 1.10,V 0.18,Al 0.01,其余为铁和其它不纯物。
钢锭在2500吨水压机上锻压成外径1000mm、内径750mm、长1870mm的圆筒形锻件坯料二件,坯料经正火加回火锻后热处理后,其硬度为<240HB,转入粗加工。粗加工尺寸为外径970mm、内径820mm、长1770mm的筒体。该筒体即可进行最终热处理。
参见图3,筒体的最终热处理在井式电炉中进行,淬火加热温度为890℃,保温3小时,然后在机油中快冷;回火仍在井式电炉中,第一次回火温度为540℃,保温15小时,回火后在机油中快冷;第二次回火温度也为540℃,保温15小时,回火后在机油中快冷,以避免发生回火脆。
最终热处理完成后对筒体进行硬度测试,参见图4,测试结果为:左409HB,中420HB,右415HB,硬度均匀性<15HB。该筒体经加工后即为辊套。
经上机使用表明:该辊套不仅抗裂性好,而且抗热疲劳性能也比现有的辊套有较大的提高。现有辊套使用不超过12天开始出现疲劳裂纹,该辊套使用15天以后才开始产生疲劳裂纹。
实施例2
在26吨电弧炉中炼钢,浇注13.2吨的八角钢锭(自由锻压用钢锭)二件,炼钢原料主要是精选废钢、炼钢生铁、相应的铁合金,每炉原料总重33吨。钢水脱氧采用Si-Ca铁,不用铝脱氧。钢水还需在30吨钢包精炼炉中进行精炼。精炼过程中进行成分微调和真空精炼除气。真空度为<133Pa,除气时间为12分钟。钢水的最终化学成分(重量百分比)为:C 0.38,Mn 0.70,Si 0.35,P 0.011,S 0.008,Cr 2.40,Ni 0.70,Mo 0.95,V 0.15,Al 0.01,其余为铁和其它不纯物。
每件钢锭在2500吨水压机上锻压成外径730mm、内径500mm、长1720mm的圆筒形锻件坯料二件,二个钢锭共四件。坯料经正火加回火锻后热处理后,测试硬度为210~230HB,转入粗加工。粗加工尺寸为外径700mm、内径590mm、长1620mm的筒体。该筒体即可进行最终热处理。
参见图3,筒体的最终热处理在井式电炉中进行,淬火加热温度为890℃,保温2.8小时,然后在机油中快冷;回火仍在井式电炉中,第一次回火温度为530℃,保温10小时,回火后在机油中快冷;第二次回火温度也为530℃,保温10小时,回火后在机油中快冷,以避免发生回火脆。
最终热处理完成后对筒体进行硬度测试,参见图4,测试结果为:左410HB,中418HB,右420HB,硬度均匀性<15HB。该筒体经加工后即为辊套。
实施例3
在26吨电弧炉中炼钢,浇注13.2吨的八角钢锭(自由锻压用钢锭)二件,炼钢原料主要是精选废钢、炼钢生铁、相应的铁合金,每炉原料总重33吨。钢水脱氧采用Si-Ca铁,不用铝脱氧。钢水还需在30吨钢包精炼炉中进行精炼。精炼过程中进行成分微调和真空精炼除气。真空度为<133Pa,除气时间为12分钟。钢水的最终化学成分(重量百分比)为:C 0.32,Mn 0.62,Si 0.30,P 0.012,S 0.009,Cr 2.20,Ni 0.65,Mo 0.83,V 0.16,Al 0.01,其余为铁和其它不纯物。
每件钢锭在2500吨水压机上锻压成外径690mm、内径500mm、长1420mm的圆筒形锻件坯料三件,二个钢锭共六件。坯料经正火加回火锻后热处理后,其硬度为<240HB,转入粗加工。粗加工尺寸为外径660mm、内径550mm、长1320mm的筒体。该筒体即可进行最终热处理
参见图3,筒体的最终热处理在井式电炉中进行,淬火加热温度为890℃,保温2.5小时,然后在机油中快冷;回火仍在井式电炉中,第一次回火温度为510℃,保温16小时,回火后在机油中快冷;第二次回火温度也为510℃,保温16小时,回火后在机油中快冷,以避免发生回火脆。
最终热处理完成后对筒体进行硬度测试,参见图4,测试结果为:左415HB,中410HB,右420HB,硬度均匀性<15HB。该筒体经加工后即为辊套。
Claims (2)
1.一种铝铸轧机用辊套钢,其特征是其化学成分重量百分比(%)为:碳(C)0.30~0.45,锰(Mn)0.60~0.80,硅(Si)0.20~0.40,磷(P)≤0.025,硫(S)≤0.025,铬(Cr)2.00~3.00,镍(Ni)0.50~1.00,钼(Mo)0.80~1.20,钒(V)0.10~0.20,铝(Al)≤0.012,其余为铁和其它不纯物。
2.实施权利要求1所述的铝铸轧机用辊套钢的最终热处理方法,其特征是淬火后二次回火,淬火加热温度为850~920℃,保温后在机油中淬火;第一次回火辊套加热至500~560℃,保温10~20小时,在机油中冷却;第二次回火参数与第一次回火参数相同。
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