專利名稱：一種免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鑄造領(lǐng)域，具體涉及一種免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套及其制作方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的輥壓輥套為“鍛造中碳鋼套+外堆焊耐磨層”的結(jié)構(gòu)。其制備方法包括以下步驟1.首先采用中碳鋼鍛出毛坯并加工成鋼套；2.然后進(jìn)行鋼套調(diào)質(zhì)熱處理； 3.在粗加工鋼套；4.在鋼套外圓上均勻堆焊厚度為15mm左右的耐磨層，同時(shí)堆焊出花紋。現(xiàn)有輥套的結(jié)構(gòu)和制備方法存在問(wèn)題1.堆焊層厚度薄耐磨性較差，鋼套使用壽命短。一次使用一般在8000小時(shí)左右；2.有剝落掉塊現(xiàn)象。由于焊接過(guò)程產(chǎn)生應(yīng)力和渣點(diǎn)，使焊層出現(xiàn)微裂紋和孔洞。鋼套在使用過(guò)程中裂紋擴(kuò)展，當(dāng)達(dá)到一定程度后出現(xiàn)掉塊、剝落。3.維護(hù)費(fèi)用高。當(dāng)堆焊耐磨層磨損至5_左右或出現(xiàn)掉塊、剝落現(xiàn)象，需重新進(jìn)行堆焊修復(fù)。修復(fù)費(fèi)用與購(gòu)價(jià)相當(dāng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套。本發(fā)明的另一目的在于提供一種免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套的制作方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套，它包括輥套本體，其在于所述的輥套本體是內(nèi)層為高韌性層外層為高耐磨層的雙層結(jié)構(gòu)，所述輥套本體的高耐磨層表面上設(shè)有鑄造成型的花紋。所述的花紋為規(guī)則或不規(guī)則花紋。上述的花紋為沿輥套軸向方向均勻設(shè)置的長(zhǎng)條狀凸起體。所述高耐磨層的材料為高耐磨性高碳合金鋼，所述高韌性層的材料為高韌性低碳合金鋼。所述高耐磨性高碳合金鋼的主要元素成分為c1. 69Γ2. 0%、Si O. 39ΓΟ. 8%、MnO. 4% 1· 2%, Cr 3. 0% 5· 0%、Mo 3. 0% 6. 0%、W1. 0% 4. 0%、V 2. 0% 4. 0% 和 Nb1. 0% 1· 5% ;主要元素的合金總量控制在12. 39Γ24. 5%。所述高韌性低碳合金鋼的主要元素成分為=C O. 2% O. 4%、Si O. 5% 1. 2%和MnO. 69Γ1. 2% ;主要元素的合金總量控制在1. 39Γ2. 8%。上述的免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套，其制備方法包括以下步驟(I)制作金屬型；
(2)離心復(fù)合澆注將外層鋼水和內(nèi)層鋼水分別熔煉后，首先將外層鋼水澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄造金屬型內(nèi)，在離心力的作用下外層鋼水迅速形成液體空心圓柱體，當(dāng)外層鋼水的內(nèi)表面溫度達(dá)到液相線時(shí)，再澆入內(nèi)層鋼水，并保持金屬型的高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下內(nèi)層鋼水形成液體空心圓柱體，鋼水的溫度降低，凝固成內(nèi)外成分不一樣具有雙層結(jié)構(gòu)的輥套；(3)開(kāi)箱澆注完的輥套溫度降低至200°C 30(TC后，從金屬型內(nèi)取出；澆注完的輥套隨著時(shí)間的推移在高速旋轉(zhuǎn)的金屬型內(nèi)溫度逐漸降低。(4)退火將取出的輥套進(jìn)行去應(yīng)力回火，回火溫度控制在500°C飛20°C，并保溫16 30小時(shí)，然后冷卻至溫度不超過(guò)100°C ；(5)粗加工將退火完畢的輥套粗加工兩端面和內(nèi)孔至要求；
(6)淬火將粗加工后的合格輥套加熱至輥套外層溫度達(dá)到100(Tll5(rC后保溫5-8小時(shí)，冷卻至30(T40(TC，然后進(jìn)行去應(yīng)力回火，回火溫度控制在500°C飛20°C，并保溫16 30小時(shí)，隨后空冷至溫度不超過(guò)100°C;上述去應(yīng)力回火過(guò)程循環(huán)操作2 3次，將殘余奧氏體控制在5%以下，淬火完畢；( 7 )檢驗(yàn)及精加工將淬火后的輥套進(jìn)行硬度檢測(cè)，合格后按要求加工兩端面和內(nèi)孔得到合格的免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套。步驟(2)中金屬型的旋轉(zhuǎn)速度為20(Γ500轉(zhuǎn)/分鐘。上述的免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套的制備方法，包括以下步驟(I)制作金屬型；(2)離心復(fù)合澆注將外層鋼水和內(nèi)層鋼水分別熔煉后，首先將外層鋼水澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄造金屬型內(nèi)，在離心力的作用下外層鋼水迅速形成液體空心圓柱體，當(dāng)外層鋼水的內(nèi)表面溫度達(dá)到液相線時(shí)，再澆入內(nèi)層鋼水，并保持金屬型的高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下內(nèi)層鋼水形成液體空心圓柱體，鋼水的溫度降低，凝固成內(nèi)外成分不一樣具有雙層結(jié)構(gòu)的輥套；(3)開(kāi)箱澆注完的輥套溫度降低至200°C 300°C后，從金屬型內(nèi)取出；(4)退火將取出的輥套進(jìn)行去應(yīng)力回火，回火溫度控制在500°C飛20°C，并保溫16 30小時(shí)，然后冷卻至溫度不超過(guò)100°C ；(5)粗加工將退火完畢的輥套粗加工兩端面和內(nèi)孔至要求；(6)淬火將粗加工后的合格輥套加熱至輥套外層溫度達(dá)到100(Tll5(rC后保溫5-8小時(shí)，冷卻至30(T40(TC，然后進(jìn)行去應(yīng)力回火，回火溫度控制在500°C飛20°C，并保溫16 30小時(shí)，隨后空冷至溫度不超過(guò)100°C;上述去應(yīng)力回火過(guò)程循環(huán)操作2 3次，將殘余奧氏體控制在5%以下，淬火完畢；( 7 )檢驗(yàn)及精加工將淬火后的輥套進(jìn)行硬度檢測(cè)，合格后按要求加工兩端面和內(nèi)孔得到合格的免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套。步驟(2)中金屬型的旋轉(zhuǎn)速度為20(Γ500轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明公開(kāi)的免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套，在礦山、水泥、冶金、煤化工、玻璃等行業(yè)應(yīng)用使用壽命比堆焊輥套壽命提高2. 5倍以上。該輥壓機(jī)輥套的最新制作方法采用離心復(fù)合鑄造技術(shù)，使輥壓輥套具備外層超高耐磨、內(nèi)層高韌性，并同時(shí)直接離心鑄造出輥套外層的咬入花紋，免去現(xiàn)有堆焊環(huán)節(jié)。
本發(fā)明的有益效果(I)在離心力的作用下，輥套致密度高，并充分實(shí)現(xiàn)內(nèi)外層的冶金結(jié)合，過(guò)渡區(qū)平緩；(2)通過(guò)對(duì)鑄后“少氧化”熱處理后的組織控制，在確保外層超高耐磨性和芯部高韌性的同時(shí)，使外層的抗沖擊能力提高；(3)離心鑄造出的花紋成分與外層基本成分相同，由于鋼水中的重質(zhì)點(diǎn)在離心力的作用下出現(xiàn)外移偏析，使得花紋的耐磨性略高于外層；(4)在離心力作用下充分的冶金結(jié)合，杜絕了裂紋、夾雜、氣孔等鑄造缺陷的產(chǎn)生。徹底消除了由于焊接微裂紋帶來(lái)的掉塊、剝落等失效形式，可以做到終身免維護(hù)；(5)生產(chǎn)周期短，可規(guī)模化生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明制作的輥壓機(jī)輥套的軸向剖面圖。圖2為本發(fā)明制作的輥壓機(jī)輥套的徑向截面圖和局部放大圖(A)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1和圖2所示的免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套，它包括輥套本體，所述的輥套本體是內(nèi)層為高韌性層2外層為高耐磨層I的雙層結(jié)構(gòu)，所述的輥套本體的高耐磨層I表面上設(shè)有鑄造成型的花紋。所述的花紋為沿輥套軸向方向均勻設(shè)置的長(zhǎng)條狀凸起體3。高耐磨層I的材料為高耐磨性高碳合金鋼，高韌性層2的材料為高韌性低碳合金鋼，該高耐磨性高碳合金鋼和高韌性低碳合金鋼的成分為自行設(shè)計(jì)。其中外層高耐磨性高碳合金鋼和內(nèi)層高韌性低碳合金鋼的主要元素如表1:表I外層高耐磨性高碳合金鋼和內(nèi)層高韌性低碳合金鋼的主要元素
權(quán)利要求
1.一種免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套，它包括輥套本體，其特征在于所述的輥套本體是內(nèi)層為高韌性層(2)，外層為高耐磨層(I)的雙層結(jié)構(gòu)，所述輥套本體的高耐磨層(I)表面上設(shè)有鑄造成型的花紋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套，其特征在于所述的花紋為規(guī)則或不規(guī)則花紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套，其特征在于所述的花紋為沿輥套軸向方向均勻設(shè)置的長(zhǎng)條狀凸起體(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套，其特征在于高耐磨層的材料為高耐磨性高碳合金鋼，高韌性層的材料為高韌性低碳合金鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套，其特征在于所述高耐磨性高碳合金鋼的主要元素為C1. 69Γ2. 0%、Si O. 39ΓΟ. 8%、Mn O. 4°/Γ . 2%、Cr.3.0% 5. 0%、Mo 3. 0% 6. 0%、W1. 0% 4. 0%、V 2. 0% 4. 0% 和 Nb1. 0% 1· 5% ;所述高韌性低碳合金鋼的主要元素為C O. 2% 0· 4%、Si O. 5% 1· 2%和Mn O. 6% 1· 2%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套，其特征在于其制備方法包括以下步驟(O制作金屬型；(2)離心復(fù)合澆注將外層鋼水和內(nèi)層鋼水分別熔煉后，首先將外層鋼水澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄造金屬型內(nèi)，在離心力的作用下外層鋼水迅速形成液體空心圓柱體，當(dāng)外層鋼水的內(nèi)表面溫度達(dá)到液相線時(shí)，再澆入內(nèi)層鋼水，并保持金屬型的高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下內(nèi)層鋼水形成液體空心圓柱體，鋼水的溫度降低，凝固成內(nèi)外成分不一樣具有雙層結(jié)構(gòu)的輥套；(3)開(kāi)箱澆注完的輥套溫度降低至200°C 30(TC后，從金屬型內(nèi)取出；(4)退火將取出的輥套進(jìn)行去應(yīng)力回火，回火溫度控制在500°C飛20°C，并保溫16 30 小時(shí)，然后冷卻至溫度不超過(guò)100°C ；(5)粗加工將退火完畢的輥套粗加工兩端面和內(nèi)孔至要求；(6)淬火將粗加工后的合格輥套加熱至輥套外層溫度達(dá)到100(Γ1150 后保溫5-8小時(shí)，冷卻至30(T40(TC，然后進(jìn)行去應(yīng)力回火，回火溫度控制在500°C飛20°C，并保溫16 30 小時(shí)，隨后空冷至溫度不超過(guò)100°C ;上述去應(yīng)力回火過(guò)程循環(huán)操作2 3次，將殘余奧氏體控制在5%以下，淬火完畢；(7)檢驗(yàn)及精加工將淬火后的輥套進(jìn)行硬度檢測(cè)，合格后按要求加工兩端面和內(nèi)孔得到合格的免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套，其特征在于步驟(2) 中金屬型的旋轉(zhuǎn)速度為200 500轉(zhuǎn)/分鐘。
8.權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套的制備方法， 其特征在于包括以下步驟(O制作金屬型；(2)離心復(fù)合澆注將外層鋼水和內(nèi)層鋼水分別熔煉后，首先將外層鋼水澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄造金屬型內(nèi)，在離心力的作用下外層鋼水迅速形成液體空心圓柱體，當(dāng)外層鋼水的內(nèi)表面溫度達(dá)到液相線時(shí)，再澆入內(nèi)層鋼水，并保持金屬型的高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下內(nèi)層鋼水形成液體空心圓柱體，鋼水的溫度降低，凝固成內(nèi)外成分不一樣具有雙層結(jié)構(gòu)的輥套；(3)開(kāi)箱澆注完的輥套溫度降低至200°C 30(TC后，從金屬型內(nèi)取出；(4)退火將取出的輥套進(jìn)行去應(yīng)力回火，回火溫度控制在500°C飛20°C，并保溫16 30 小時(shí)，然后冷卻至溫度不超過(guò)100°C ；(5)粗加工將退火完畢的輥套粗加工兩端面和內(nèi)孔至要求；(6)淬火將粗加工后的合格輥套加熱至輥套外層溫度達(dá)到100(Γ1150 后保溫5-8小時(shí)，冷卻至30(T40(TC，然后進(jìn)行去應(yīng)力回火，回火溫度控制在500°C飛20°C，并保溫16 30 小時(shí)，隨后空冷至溫度不超過(guò)100°C ;上述去應(yīng)力回火過(guò)程循環(huán)操作2 3次，將殘余奧氏體控制在5%以下，淬火完畢；(7)檢驗(yàn)及精加工將淬火后的輥套進(jìn)行硬度檢測(cè)，合格后按要求加工兩端面和內(nèi)孔得到合格的免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套的制備方法，其特征在于步驟(2)中金屬型的旋轉(zhuǎn)速度為20(Γ500轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種免堆焊離心復(fù)合超高耐磨輥壓機(jī)輥套及其制備方法，所述的輥套包括輥套本體，所述的輥套本體是內(nèi)層為高韌性層外層為高耐磨層的雙層結(jié)構(gòu)，所述的輥套本體的高耐磨層表面上設(shè)有鑄造成型的花紋。該輥套具有如下特點(diǎn)在離心力的作用下，輥套致密度高，并充分實(shí)現(xiàn)內(nèi)外層的冶金結(jié)合，過(guò)渡區(qū)平緩；通過(guò)對(duì)鑄后“少氧化”熱處理后的組織控制，在確保外層超高耐磨性和芯部高韌性的同時(shí)，使外層的抗沖擊能力提高；離心鑄造出的花紋成分與外層基本成分相同，由于鋼水中的重質(zhì)點(diǎn)在離心力的作用下出現(xiàn)外移偏析，使得花紋的耐磨性略高于外層；在離心力作用下充分的冶金結(jié)合，杜絕了裂紋、夾雜、氣孔等鑄造缺陷的產(chǎn)生。徹底消除了由于焊接微裂紋帶來(lái)的掉塊、剝落等失效形式，可以做到終身免維護(hù)；生產(chǎn)周期短，可規(guī)模化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B02C4/30GK103008050SQ201210407380
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者余錫根 申請(qǐng)人:河北華宇法蘭制造有限公司