本發(fā)明涉及中厚板軋輥領域，尤其是一種中板軋機工作輥及其制造方法。
背景技術：
：中板軋機的軋制力較大,尤其是大型中厚板軋機工作輥，必須保證板面質(zhì)量,要求工作輥需要具備較大的抗拉強度和疲勞強度；中板軋機工作輥在軋制過程中與被軋制鋼板間存在相對滑動現(xiàn)象，造成軋輥的磨損及板型不良，要求軋輥具有高的硬度和耐磨性；在軋制過程中工作輥是在高壓、高溫和冷卻水和交變負荷下工作，工作輥反復呈現(xiàn)的壓應力和拉應力會誘發(fā)生成熱裂紋，要求工作輥具有較高的熱傳導率、較小的熱膨脹系數(shù)和彈性系數(shù)；另外，工作輥在高溫下承受較大的疲勞強度，所以在高溫下軋輥的組織要穩(wěn)定。目前中板軋機選用高鎳鉻材質(zhì)的情況較為廣泛，如中國發(fā)明專利CN105568136A公布的中板高鉻鋼及其制造方法，其高鎳鉻材質(zhì)的金相組織為：貝氏體+少量馬氏體及殘余奧氏體+碳化物+少量石墨，這種以貝氏體為主的基體軋輥，穩(wěn)定性相對較差，抗熱裂性也較低，當軋輥輥面溫度大于70℃時，軋輥的外層組織會發(fā)生相變，同時產(chǎn)生附加的相變應力。另外由于軋輥材料中的碳含量較高，其碳化物的形態(tài)也傾向于形成明顯取向的大塊及魚骨狀碳化物，石墨的形態(tài)為短片狀，這些形態(tài)的組織都弱化了軋輥的止裂能力，會使得工作輥表面產(chǎn)生龜裂而導致鋼材的表面質(zhì)量變差。因此，中板軋機工作輥應具備高耐磨、抵抗熱沖擊、承受高溫、耐熱龜裂以及足夠的強度和剛度等綜合性能，隨著我國鋼鐵企業(yè)的迅速發(fā)展和日益激烈的競爭，對鋼鐵產(chǎn)品的要求越來越高，需要開發(fā)出一種新的中板軋機工作輥，以適應實際生產(chǎn)的需要。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明需要解決的技術問題是提供一種中板軋機工作輥及其制造方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：中板軋機工作輥，包括外層和芯部，其特征在于,所述外層材質(zhì)的化學組分及重量百分含量為：C：0.60～1.20％，Si：0.40～1.20％，Mn：0.40～1.20％，P≤0.08％，S≤0.03％，Cr：4.00～12.00％，Ni：0.40～1.20％，Mo：1.00～5.00％，V：1.00～5.00％，W：1.00～5.00％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明技術方案的進一步改進在于：所述外層材質(zhì)的化學組分及重量百分含量為：C：0.81～1.09％，Si：0.71～0.99％，Mn：0.61～0.89％，P≤0.05％，S≤0.03％，Cr：5.65～5.95％，Ni：0.81～1.09％，Mo：2.75～3.05％，V：3.05～3.35％，W：1.81～2.09％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明技術方案的進一步改進在于：所述外層材質(zhì)的化學組分及重量百分含量為：C：0.91～0.99％，Si：0.81～0.89％，Mn：0.71～0.79％，P≤0.05％，S≤0.03％，Cr：5.75～5.85％，Ni：0.91～0.99％，Mo：2.85～2.95％，V：3.15～3.25％，W：1.91～1.99％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。中板軋機工作輥的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟A、熔煉，將按照外層材質(zhì)設計目標的各合金元素的含量配比原料放入感應電爐中進行熔煉，熔煉溫度為1450℃～1550℃；步驟B、離心澆注，將步驟A熔煉的外層鋼水澆注到高速旋轉(zhuǎn)的離心機鑄型內(nèi)，待外層鋼水凝固后，離心機停止轉(zhuǎn)動進行合箱后，澆注球磨鑄鐵材質(zhì)內(nèi)層鐵水；步驟C、預熱處理，將步驟B的鑄件開箱后進行預熱處理，預熱溫度為800～900℃；步驟D、淬火處理，預熱后進行淬火處理，淬火溫度為1100℃～1200℃，冷卻方式采用風冷+空冷的冷卻方式；步驟E、；回火處理，淬火結(jié)束后進行回火處理，回火溫度為500℃～550℃，回火時間為200～300小時。本發(fā)明技術方案的進一步改進在于：所述步驟E的回火次數(shù)為2～3次，回火時間共計200～300小時。由于采用了上述技術方案，本發(fā)明取得的技術進步是：本發(fā)明通過降低中板軋機工作輥材質(zhì)中C、Cr、Ni并增加了Mo、V、W等合金元素的質(zhì)量百分比含量，從而提高中板軋機工作輥的硬度、耐磨性、疲勞強度，使其具備高強度、良好的抗熱裂性能和耐磨性及抗熱沖擊等綜合性能，能夠適應中板軋機嚴苛的軋制條件。本發(fā)明材質(zhì)中加入了Mo、V、W等合金元素，形成M2C、MC等多種高硬度碳化物，提高軋輥耐磨性。本發(fā)明中板軋機工作輥中，由于降低了C的含量，使組織中的碳化物細小、彌散分布，是軋輥具有優(yōu)異的抗熱疲勞性能，防止軋輥表面產(chǎn)生嚴重的熱龜裂。本發(fā)明中板軋機工作輥中，由于降低了鎳鉻含量，并加入了大量的合金元素，使馬氏體基體在組織中的合金元素含量增高，增加了軋輥的疲勞強度。本發(fā)明感應電爐存在電磁攪拌力，使鐵液成分十分均勻；熔煉噸位、熔煉溫度易掌握，添加合金的收得率很高。本發(fā)明澆注采用離心復合鑄造，外層采用高速鋼材質(zhì)，實現(xiàn)順序凝固，細化軋輥組織，部采用球磨鑄鐵材質(zhì)。本發(fā)明芯部為球磨鑄鐵材質(zhì)，不易形成縮孔、縮松等缺陷，組織比一般鑄件致密。附圖說明圖1是本發(fā)明軋輥的金相組織圖。具體實施方式如圖1所示，本發(fā)明的金相組織為：馬氏體+少量殘余奧氏體+碳化物+少量石墨，這種以馬氏體為主的基體軋輥，穩(wěn)定性相對較好，抗熱裂性較高。本發(fā)明外層合金成分及重量百分含量的設計目標為：C：0.60～1.20％，Si：0.40～1.20％，Mn：0.40～1.20％，P≤0.08％，S≤0.03％，Cr：4.00～12.00％，Ni：0.40～1.20％，Mo：1.00～5.00％，V：1.00～5.00％，W：1.00～5.00％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)選為C：0.81～1.09％，Si：0.71～0.99％，Mn：0.61～0.89％，P≤0.05％，S≤0.03％，Cr：5.65～5.95％，Ni：0.81～1.09％，Mo：2.75～3.05％，V：3.05～3.35％，W：1.81～2.09％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。更進一步的優(yōu)選為C：0.91～0.99％，Si：0.81～0.89％，Mn：0.71～0.79％，P≤0.05％，S≤0.03％，Cr：5.75～5.85％，Ni：0.91～0.99％，Mo：2.85～2.95％，V：3.15～3.25％，W：1.91～1.99％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明：實施例1將外層材質(zhì)各合金元素的含量配比C：0.95％，Si：0.85％，Mn：0.78％，P：0.05％，S：0.03％，Cr：5.80％，Ni：0.95％，Mo：2.90％，V：3.20％，W：1.95％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。步驟A、熔煉，將上述各合金元素原料放入感應電爐中進行熔煉，熔煉溫度為1450℃～1550℃；步驟B、離心澆注，將步驟A熔煉的外層鋼水澆注到高速旋轉(zhuǎn)的離心機鑄型內(nèi)，待外層鋼水凝固后，離心機停止轉(zhuǎn)動進行合箱后，澆注球磨鑄鐵材質(zhì)內(nèi)層鐵水；步驟C、預熱處理，將步驟B的鑄件開箱后進行預熱處理，預熱溫度為800～900℃；步驟D、淬火處理，預熱后進行淬火處理，淬火溫度為1100℃～1200℃，冷卻方式采用風冷+空冷的冷卻方式；步驟E、；回火處理，淬火結(jié)束后進行回火處理，回火溫度為500℃～550℃，回火次數(shù)為2～3次，回火時間共計200～300小時。得到中板軋機工作輥，經(jīng)檢測其工作層硬度為79-82HSC。實施例2～7與實施例1的方法相同，不同之處如表1：表1實施例2實施例3實施例4實施例5實施例6實施例7C0.60％0.81％0.91％0.99％1.09％1.20％Si0.40％0.71％0.81％0.89％0.99％1.20％Mn0.40％0.61％0.71％0.79％0.89％1.20％Cr4.00％5.65％5.75％5.85％5.95％12.00％Ni0.40％0.81％0.91％0.99％1.09％1.20％Mo1.00％2.75％2.85％2.95％3.05％5.00％V1.00％3.05％3.15％3.25％3.35％5.00％W1.00％1.81％1.91％1.99％2.09％5.00％P0.05％0.03％0.02％0.01％0.04％0.08％S0.03％0.01％0.02％0.03％0.02％0.03％預熱溫度800℃820℃840℃860℃880℃900℃淬火溫度1100℃1120℃1140℃1160℃1180℃1200℃回火溫度500℃510℃520℃530℃540℃550℃回火次數(shù)123221回火時間200h220h240h260h280h300h工作層硬度79HSC81HSC82HSC81HSC80HSC79HSC當前第1頁1 2 3