專利名稱：一種復(fù)合離心澆鑄高鉻鋼軋輥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合鑄鋼軋輥技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種復(fù)合離心澆鑄高鉻鋼軋輥的方法。
背景技術(shù)：
目前復(fù)合澆鑄高鉻鋼軋輥的方法主要包括鐵水變質(zhì)處理，輥頸模具的工裝準備， 冷卻開箱，熱處理，加工檢驗等工序，普遍存在的問題是，外層高鉻鑄鋼和芯部球墨鑄鐵之 間的結(jié)合質(zhì)量難以保證，外層高鉻復(fù)合鑄鋼軋輥工作層含有10-15%的鉻，而芯部是球墨鑄 鐵，這兩種材質(zhì)的成分相差很大，含鉻高的外層工作層必然要和芯部球墨鑄鐵中的碳形成 大量的碳化物存在于結(jié)合層處，使得結(jié)合層的強度很低，使用時很容易發(fā)生軋輥結(jié)合層剝 落事故；另一方面，由于外層高鉻含量向芯部擴散而使輥頸強度降低的問題難以解決。復(fù)合 澆鑄高鉻鋼軋輥時，當(dāng)外層凝固后澆鑄芯部球墨鑄鐵鐵水時，所澆鑄的芯部球墨鑄鐵鐵水 將使一部分已經(jīng)凝固的外層高鉻鑄鋼重新熔化，造成高鉻含量向芯部擴散，使芯部鉻含量 增加，芯部的白口傾向增大，從而將析出較多的碳化物而影響軋輥的整體強度，軋輥使用時 容易發(fā)生斷輥事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合離心澆鑄高鉻鋼軋輥的方法，以增加高鉻工作層 和球墨鑄鐵芯部的結(jié)合強度，性能安全可靠。本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種復(fù)合離心澆鑄高鉻鋼軋輥的方法，其特征在于，在高鉻工作層和球墨鑄鐵芯 部之間設(shè)置半鋼中間過渡層，并按如下工作步驟生產(chǎn)1)中頻爐熔煉，分別進行半鋼中間過渡層鋼水熔煉，熔煉溫度1500 1600°C， 工作層高鉻鋼水熔煉，熔煉溫度1500 1600°C，芯部球墨鑄鐵熔煉，熔煉溫度1450 1500 0C ；2)分別對半鋼中間過渡層鋼水、外層高鉻工作層鑄鋼鋼水進行變質(zhì)處理，半鋼中 間過渡層鋼水添加精煉變質(zhì)劑為稀土和硅鋇兩種混合或其中一種，添加量為重量百分比 0. 2 0. 6%，反應(yīng)溫度為1500 1600°C ；工作層高鉻鑄鋼鋼水添加精煉變質(zhì)劑為稀土和 硅鋇混合或其中一種，添加量為0. 2 0. 6%，反應(yīng)溫度為1500 1600°C;對芯部球墨鑄鐵 鐵水進行球化及孕育處理，球化劑為釔基重稀土，添加量為1. 1 1. 7%，孕育劑為硅鋇，添 加量為0.4 1.0%，反應(yīng)溫度1450 1500°C ；3)離心鑄造，先鑄造高鉻工作層，離心速度600 720轉(zhuǎn)/分鐘，鑄造厚度90 IlOmm,當(dāng)鑄層冷卻到1225 1245°C時，再離心鑄造半鋼中間過渡層，鑄造厚度40 60mm， 離心速度600 720轉(zhuǎn)/分鐘，當(dāng)鑄層冷卻到1220 1240°C時停止；4)芯部球墨鑄鐵澆鑄，將步驟3鑄鋼件與輥頸模具合箱，靜態(tài)澆鑄步驟2中經(jīng)球化 及孕育處理的芯部球墨鑄鐵鐵水，澆注溫度1360 1400°C ；
5)常溫冷卻至150 155 °C開箱，熱處理，以9 12°C /h的加熱速度加熱至 1000 1100°C，保溫3 5h后，以110 130°C /h的速度冷卻至420 460°C，再以10 200C /h的速度冷卻至室溫，再以9 13°C /h的加熱速度加熱至450 550°C，保溫18 25小時后，以10 20°C /h的速度冷卻至室溫。所述的半鋼中間過渡層的化學(xué)成分重量百分比為C 1.0 2.2%，Si 0.4 1. 5%, Mn 0. 4 1. 5%，P 0 0. 1%，S 0 0. 03%，Cr 0 0. 2%，Ni 1. 0 2. 0%，Mo 0. 2 1. 0%，其余為！^及不可避免的雜質(zhì)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是明顯提高了高鉻工作層和芯部球墨鑄鐵 的結(jié)合強度，有效地減少了高鉻工作層中的鉻向芯部球墨鑄鐵中的擴散，有效地防止了高 鉻復(fù)合鑄鋼軋輥結(jié)合層剝落和斷輥事故的發(fā)生。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明。一種復(fù)合離心澆鑄高鉻鋼軋輥的方法，在高鉻工作層和球墨鑄鐵芯部之間設(shè)置半 鋼中間過渡層，并按如下工作步驟生產(chǎn)1)中頻爐熔煉，進行半鋼中間過渡層鋼水熔煉，熔煉溫度1500 1600°C，半鋼中 間過渡層的化學(xué)成分重量百分比為c 1. 0 2. 2%，Si 0. 4 1. 5%，Mn 0. 4 1. 5%，P 0 0. 1%，SO 0. 03%, Cr 0 0. 2%，Ni 1. 0 2. 0%, Mo 0. 2 1. 0%，其余為 Fe 及 不可避免的雜質(zhì)。高鉻工作層鋼水熔煉，熔煉溫度1500 1600°C，高鉻工作層鋼的化學(xué)成分重量百 分比為C 1. 0 1. 6%，Si 0. 3 0. 8%，Mn 0. 4 1. 0%，P 0 0. 1%，S 0 0. 03%, Cr 10 15%，Ni 1.0 2.0%，Mo 1. 0 2. 0%，其余為!^e及不可避免的雜質(zhì)。芯部球墨鑄鐵熔煉，熔煉溫度1450 1500°C，芯部球墨鑄鐵的化學(xué)成分重量百分 比為C3. 0 3. 5%，Si 2. 0 3. 0%，Mn 0. 2 0. 8%，P 0 0. 1%，S 0 0. 03%, Cr 0 0.5%，Ni 0 0·5%，Μο 0 0. 5%，MgO. 02 0. 06%，ReO. 01 0. 03%。其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。2)分別對半鋼中間過渡層鋼水、外層高鉻鑄鋼鋼水進行變質(zhì)處理，半鋼中間過渡 層鋼水添加精煉變質(zhì)劑為稀土和硅鋇兩種混合或其中一種，添加量為0. 2 0. 6%，反應(yīng)溫 度為1500 1600°C ；高鉻工作層鑄鋼鋼水添加精煉變質(zhì)劑為稀土和硅鋇兩種混合或其中 一種，添加量為0. 2 0. 6%，反應(yīng)溫度為1500 1600°C ；對芯部球墨鑄鐵鐵水進行球化 及孕育處理，球化劑為釔基重稀土，添加量為1. 1 1. 7%，孕育劑為硅鋇，添加量為0. 4 1.0%，反應(yīng)溫度 1450 15000C ；3)離心鑄造，先鑄造高鉻工作層，離心速度600 720轉(zhuǎn)/分鐘，鑄造厚度90 IlOmm,當(dāng)鑄層冷卻到1225 1245°C時，再離心鑄造半鋼中間過渡層，鑄造厚度40 60mm， 離心速度600 720轉(zhuǎn)/分鐘，當(dāng)鑄層冷卻到1220 1240°C時停止；4)芯部球墨鑄鐵澆鑄，將步驟3鑄鋼件與輥頸模具合箱，靜態(tài)澆鑄步驟2中經(jīng)球化 及孕育處理的芯部球墨鑄鐵鐵水，澆注溫度1360 1400°C ；5)常溫冷卻至150 155 °C開箱，熱處理，以9 12°C /h的加熱速度加熱至 1000 1100°C，保溫3 5h后，以110 130°C /h的速度冷卻至420 460°C，再以10 200C /h的速度冷卻至室溫，再以9 13°C /h的加熱速度加熱至450 550°C，保溫18 25小時后，以10 20°C /h的速度冷卻至室溫。6)超聲波探傷，標(biāo)準 GB/T1503-2008。7)質(zhì)量測試與分析①軋輥試樣中間層成分參數(shù)見表1 ；②試樣拉伸力學(xué)性能檢驗結(jié)果見表2。表1軋輥試樣中間層成分參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合離心澆鑄高鉻鋼軋輥的方法，其特征在于，在外層高鉻工作層和球墨鑄鐵 芯部之間設(shè)置半鋼中間過渡層，并按如下工作步驟生產(chǎn)1)中頻爐熔煉，分別進行半鋼中間過渡層鋼水熔煉、高鉻工作層鋼水熔煉和芯部球 墨鑄鐵熔煉；半鋼中間過渡層鋼水熔煉溫度1500 1600°C，高鉻工作層鋼水熔煉溫度 1500 1600°C，芯部球墨鑄鐵熔煉溫度1450 1500°C ；2)分別對半鋼中間過渡層鋼水、外層高鉻工作層鑄鋼鋼水進行變質(zhì)處理，半鋼中間過 渡層鋼水添加精煉變質(zhì)劑為稀土和硅鋇兩種混合或其中一種，添加量為重量百分比0. 2 0.6%，反應(yīng)溫度為1500 1600°C ；工作層高鉻鑄鋼鋼水添加精煉變質(zhì)劑為稀土和硅鋇混 合或其中一種，添加量為0. 2 0. 6%，反應(yīng)溫度為1500 1600°C;對芯部球墨鑄鐵鐵水進 行球化及孕育處理，球化劑為釔基重稀土，添加量為1. 1 1. 7%，孕育劑為硅鋇，添加量為0.4 1. 0%，反應(yīng)溫度 1450 1500°C ；3)離心鑄造，先鑄造高鉻工作層，離心速度600 720轉(zhuǎn)/分鐘，鑄造厚度90 110mm， 當(dāng)鑄層冷卻到1225 1245°C時，再離心鑄造半鋼中間過渡層，鑄造厚度40 60mm，離心速 度600 720轉(zhuǎn)/分鐘，當(dāng)鑄層冷卻到1220 1240°C時停止；4)芯部球墨鑄鐵澆鑄，將步驟幻鑄鋼件與輥頸模具合箱，靜態(tài)澆鑄步驟幻中經(jīng)球化及 孕育處理的芯部球墨鑄鐵鐵水，澆注溫度1360 1400°C ；5)常溫冷卻至150 155°C開箱，熱處理，以9 12°C/h的加熱速度加熱至1000 1100°C，保溫3 5h后，以110 130°C /h的速度冷卻至420 460°C，再以10 20°C /h 的速度冷卻至室溫，再以9 13°C /h的加熱速度加熱至450 550°C，保溫18 25小時 后，以10 20°C /h的速度冷卻至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合離心澆鑄高鉻鋼軋輥的方法，其特征在于，所述的 半鋼中間過渡層的化學(xué)成分重量百分比為C 1.0 2.2%，Si 0.4 1.5%，Mn 0. 4 1.5%, P 0 0. 1%，S 0 0. 03%，Cr 0 0. 2%，Ni 1. 0 2. 0%，Mo 0. 2 1. 0%，其 余為狗及不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合離心澆鑄高鉻鋼軋輥的方法，其特征在于，在高鉻工作層和球墨鑄鐵芯部之間設(shè)置半鋼中間過渡層，并按如下步驟生產(chǎn)熔煉；分別對半鋼中間過渡層、外層高鉻鑄鋼變質(zhì)處理，芯部球墨鑄鐵鐵水進行球化及孕育；離心鑄造；芯部球墨鑄鐵澆鑄；常溫冷卻，熱處理。所述的半鋼中間過渡層的化學(xué)成分重量百分比為C 1.0～2.2％，Si 0.4～1.5％，Mn 0.4～1.5％，P 0～0.1％，S0～0.03％，Cr 0～0.2％，Ni 1.0～2.0％，Mo 0.2～1.0％，其余為Fe。本發(fā)明的有益效果是提高了高鉻工作層和芯部球墨鑄鐵的結(jié)合強度，防止了高鉻復(fù)合鑄鋼軋輥結(jié)合層剝落和斷輥事故的發(fā)生。
文檔編號B22D19/16GK102049485SQ20091018818
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者李凱, 杜立朝, 艾忠誠 申請人:鞍鋼重型機械有限責(zé)任公司