离心铸造多元共晶高合金轧辊的制造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种离心铸造多元共晶高合金轧辊的制造工艺，属于冶金轧辊【技术领域】。技术方案是：轧辊工作层材料选择共晶成分，在轧辊材料中除了钢中常存元素C、Mn、Si、P、S五大元以外，要加入不少于5种Cr、W、Mo、V、Nb、Ti、Al、Cu、B、Mg合金元素，构成多元合金化状态；控制轧辊材料的含碳量为1.3%～2.8%，质量百分数。本发明共晶成分凝固温度区间小，特别适合补缩条件不足情况下得到质量优良的铸件；铸件同时结晶，成分均匀性最好；形成集中缩孔，浇注成型金属收得率高；金属同时凝固，凝固过程的铸造应力最小；共晶成分在合金中的熔点最低，熔炼成本也低；共晶成分液体的流动性也最好；本发明改善铸造性能，耐磨性和耐热性兼顾。
【专利说明】离心铸造多元共晶高合金乳棍的制造工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种离心铸造多元共晶高合金轧辊的制造工艺，属于冶金轧辊【技术领域】。
【背景技术】
[0002]轧辊是冶金行业轧钢环节重要的消耗工具。轧辊的工作条件恶劣，承受重大载荷，企业资金占用量大，轧辊质量显著影响轧制产品的性能和指标，在板带产品生产中轧辊消耗占用很大比例。现在国内生产轧辊的能力已经超过100万吨。轧辊质量参差不齐，消耗指标高低不同，轧辊行业竞争激烈。轧辊制造的方法在我国目前主要有以下几种:锻造轧辊、普通铸造轧辊、离心铸造轧辊、喷射成型轧辊、电渣重熔轧辊、连续浇注外层成型、组合轧辊等。其中离心铸造轧辊产量和用量最多。按材料种类划分:铸钢轧辊、铸铁铸钢、锻钢轧辊、半钢轧辊、碳化物辊环、粉末冶金轧辊、球墨铸铁轧辊、贝氏体轧辊、无限冷硬轧辊、石墨钢乳棍、闻速钢乳棍、等等。
[0003]当讨论轧辊工作条件时，都会想到轧辊在弯曲应力、扭转应力、摩擦应力、接触应力等复杂应力状态下工作。除此之外，还受到弯曲疲劳应力、扭转疲劳应力、接触疲劳应力、摩擦疲劳应力、温度(热)疲劳应力作用下工作。这是广义的。本发明讨论的是轧辊在不同轧机上承受作用应力的问题，以我国最普遍的18架排列的棒材连轧机为例说明一下轧棍工作条件。目前18架轧机轧制棒材时，原料多数是150mmX150mm方坯。把轧机分成粗轧机组、中轧机组、预精轧机组和精轧机组时，轧制速度、轧制压力、轧辊工作状态是有差别的。把其中典型的几架轧机情况综合排列见表1。
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【权利要求】
1.一种离心铸造多元共晶高合金轧辊的制造工艺，其特征在于包括熔炼金属液、浇注、造型工序，各工序具体步骤如下: ①熔炼金属液；轧辊工作层材料选择共晶成分，所谓共晶成分是合金在结晶时在一个确定的温度点完成结晶，形成并得到共晶组织；共晶成分的获得是在多种元素复合加入的条件下，根据热力学原理计算得到的；在轧辊材料中除了钢中常存元素C、Mn、S1、P、S五大元以外，要加入不少于5种Cr、W、Mo、V、Nb、T1、Al、Cu、B、Mg合金元素，构成多元合金化状态；控制轧辊材料的含碳量为1.3%?2.8%，质量百分数； 所述加入不少于5种合金元素，根据轧辊工作条件，确定合金元素含量，最终得到共晶成分；轧辊工作条件是中轧机，合金元素的具体种类是C、Cr、Ni ,Mo 、V、Nb、W、B，质量百分含量分别为:1.3-2.8%、5-20%、2-6%、1-10%、1-10%、0.5-5%、0-8%、0_1.2% ;轧辊工作条件是精轧机，合金元素的具体种类是C、Cr、Ni ,Mo 、V、Nb、W、B，，质量百分含量分别为:1.3-2.8%、5-30%、3-6%、1-10%、1-10%、0.5-5%、0-8%、0_1.2% ； 用电弧炉或者感应炉熔炼金属液，采用高温熔化工艺，比常规熔化温度高20°C，温度范围是1520-1600 V，熔炼成轧辊工作层金属液； ②浇注；按照高温出铁、低温浇注的原则进行轧辊工作层离心浇注；在离心浇注之前，选择与轧辊直径相匹配的离心模，在离心模内部涂刷耐热材料涂料，将离心模放入烘干炉内烘干脱水；烘干温度400-450°C，待耐热材料中水分完全排除后，取出离心模，安装端盖，端盖中间带孔，以便浇注金属液，用固定螺栓将端盖固定牢固，放到离心机上旋转；离心机端部安装金属液烧口杯，烧口杯位于端盖中心孔处，防止与旋转的离心模碰撞； 开动离心机，在离心模转动状态下浇入轧辊工作层金属液，浇注完成后，为防止金属液内表面氧化，撒入玻璃渣，撒入量为轧辊工作层金属液浇入量的2-10%，质量比，玻璃渣覆盖工作层金属内表面，形成熔融液体，覆盖在轧棍工作层金属液内表面；轧棍工作层金属液在离心模转动状态下完成凝固；轧辊工作层金属液浇注完毕后，离心模继续旋转15-60分钟，保证金属液完全凝固，构成轧辊工作层； ③造型；熔炼轧辊辊颈材料和轧辊芯部材料，轧辊辊颈材料和轧辊芯部材料相同，并使它们与轧辊工作层金属液凝固同步；轧辊铸型为立式，即型腔自下而上是:下辊颈、辊身、上辊颈、冒口 ；同时浇注轧辊芯部、轧辊工作层、辊辊颈，完成凝固冷却后，开箱、粗加工、热处理精加工至成品。
【文档编号】B22D13/00GK103691903SQ201310738682
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】那顺桑, 孙宝平, 汪允春, 王素平, 孙春生, 张自立 申请人:唐山联强冶金轧辊有限公司