一種資源節(jié)約型高硼高速鋼復(fù)合軋輥及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種資源節(jié)約型高硼高速鋼復(fù)合軋輥及其制備方法，屬于軋輥【技術(shù)領(lǐng)域】，該復(fù)合軋輥由外層高硼高速鋼和中間過(guò)渡層石墨鋼以及輥芯熱軋中碳圓鋼三部分組成，其中外層高硼高速鋼和中間過(guò)渡層石墨鋼通過(guò)離心復(fù)合而成，而過(guò)渡層石墨鋼和輥芯熱軋中碳圓鋼通過(guò)熱裝復(fù)合而成。本發(fā)明復(fù)合軋輥輥面硬度高，硬度均勻性好，確保了復(fù)合軋輥具有優(yōu)異的耐磨性。輥芯由熱軋中碳圓鋼加工而成，具有良好的強(qiáng)韌性，可確保軋輥使用中無(wú)斷輥事故產(chǎn)生，推廣應(yīng)用具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種資源節(jié)約型高硼高速鋼復(fù)合軋輥及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高速鋼軋輥及其制備方法，特別涉及一種資源節(jié)約型高硼高速鋼復(fù)合軋輥及其制備方法，屬于軋輥【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]軋輥是軋鋼生產(chǎn)中重要的消耗部件，軋輥的性能和質(zhì)量直接決定了軋材的生產(chǎn)成本，軋材表面質(zhì)量和軋機(jī)作業(yè)率，提高軋輥性能、降低軋輥制造成本的研究，不斷引起國(guó)內(nèi)外軋輥制造者和研究人員的重視。為了提高軋輥性能，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN103031496A公開(kāi)了一種鑄鋼軋輥，包括合金外層和芯部，所述合金外層的化學(xué)成分重量百分?jǐn)?shù)為:C1.50 -2.20%, Si ( 0.060? Mn0.40 -1.20? P≤ 0.030? S≤ 0.025%, Cr3.00 -8.00? Ni0.00 -1.50? Mo2.00 -8.00? V2.0O -9.00%, W0.00 -3.00%, Nb0.00 -0.85%, A10.00 -1.20%，余量為Fe ;所述芯部的化學(xué)成分重量百分?jǐn)?shù)為:C2.8 - 3.4%, Sil.8 - 2.6%, Mn0.3 - 0.6%, P ≤ 0.08%, S ≤ 0.03%, Mg0.04 - 0.06%。該發(fā)明采用上述成分的合金外層和芯部，其耐磨性和強(qiáng)韌性好、抗事故能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)，避免軋制事故，合金外層和芯部能充分冶金結(jié)合，同時(shí)降低了在使用中不利影響較大的元素配比量，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)改善了使用條件。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN103014532A還公開(kāi)了一種高耐磨復(fù)合軋輥及其制備方法，軋輥工作層材料采用耐磨性好、具有高硬質(zhì)相的碳化鎢強(qiáng)化合金半鋼，軋輥芯部采用石墨鋼，軋輥工作層碳化鎢強(qiáng)化合金半鋼材料與軋輥芯部石墨鋼材料為完全冶金結(jié)合。所述的軋輥工作層碳化鎢強(qiáng)化合金半鋼材料的化學(xué)成分重量百分?jǐn)?shù)為:C1.2 -2.1%, Si0.3 -1.0%, Mn0.5 -1.2%, Cr0.5 -3.5%, Nil.0 -4.5%, Mo0.3 -1.0%, P(0.035%, S≤0.030%, WC0.1 -5.0%,余量為Fe ;所述的軋輥芯部石墨鋼材料的化學(xué)成分重量百分?jǐn)?shù)為:C1.4 -1.8%, Sil.4 -2.0%, Mn0.3 -0.8%, Ni0.3 -0.8%, Cr0.01 -0.3%, Mo0.01 -0.3%,P < 0.035%, S < 0.030%,余量為Fe。優(yōu)點(diǎn)在于，軋輥耐磨性好、抗事故能力強(qiáng)、提高軋輥在線使用壽命和軋機(jī)作業(yè)率。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN103009015A還公開(kāi)了雙金屬?gòu)?fù)合耐磨冶金軋輥的制造方法，包括輥芯加工步驟、預(yù)熱步驟、堆焊復(fù)合層步驟、精加工步驟和熱處理步驟，其中:輥芯加工步驟為先用抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和抗沖擊性能優(yōu)良的鋼材通過(guò)鍛壓和調(diào)質(zhì)處理，制作輥芯毛坯，然后將輥芯毛坯粗加工至預(yù)留堆焊復(fù)合層尺寸；預(yù)熱步驟為將輥芯預(yù)熱至380°C ±5°C的適焊溫度。堆焊復(fù)合層步驟為將預(yù)熱后的輥芯表面用埋弧焊工藝將預(yù)留的堆焊復(fù)合層用藥芯焊絲堆焊填滿；精加工步驟為將堆焊后的雙金屬?gòu)?fù)合耐磨冶金軋輥毛坯加工至設(shè)計(jì)尺寸；熱處理步驟為將精加工后的雙金屬?gòu)?fù)合耐磨冶金軋輥進(jìn)行淬火和調(diào)質(zhì)處理，使其表層達(dá)到具備好的抗粘著磨損、抗磨粒磨損、紅硬性、抗冷熱疲勞性和抗剝落性的要求。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN103074539A還公開(kāi)了一種離心復(fù)合高鎳鈮耐磨鑄鐵軋輥及其鑄造方法，包括工作層和芯層，其特征是，其工作層化學(xué)成分組成按重量百分比為:C2.9~3.6%, Si0.6 ~1.5%、Mn0.4 ~1.2%、P < 0.10%, S < 0.05%, Ni 3.01 ~4.8%, Cr 1.0 ~2.0%、Mo0.2 ~2.0%、Nb0.1 ~2.0%、V1.0 ~4.0%、W0.05 ~2.0%，其余為 Fe。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該發(fā)明的有益效果是:塊狀耐磨粒子呈點(diǎn)、塊狀彌散分布與鑲嵌在軋輥金屬基體中；石墨以點(diǎn)狀形態(tài)存在。耐磨粒子彌散分布，鑲嵌在基體中牢固不易脫落，極大促進(jìn)了軋輥基體組織的整體耐磨性能；軋輥整體輥面磨損均勻。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN103014516A還公開(kāi)了一種含硼低合金高速鋼軋輥及其制造方法。所述軋輥包括輥身和輥芯兩部分組成，輥身的化學(xué)成分按照重量百分比計(jì)算為:C:0.7~0.8，Cr:1.3~2.4,B:2.50~3.0，W:1.0~1.5，V:
1.0 ~1.5，S1:≤ 1.0, Mn:≤ 0.4，Ti:0.09 ~0.12，Mg:0.16 ~0.19，RE:0.10 ~0.12，P:(0.03，S^0.03，余量為Fe和不可避免的微量雜質(zhì)，輥芯為球墨鑄鐵。該發(fā)明的所述軋輥的制造方法為熔煉-脫氧合金化-稀土鎂復(fù)合變質(zhì)處理后采用離心澆注，再經(jīng)熱處理后加工成成品；該發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是耐磨顆粒以硼化物顆粒為主，降低合金元素添加量，從而降低生產(chǎn)成本,并且硬度高、耐磨性和抗熱疲勞性能好,材質(zhì)均勻后期抗事故性強(qiáng)。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN102994692A還公開(kāi)了一種高硼高速鋼軋輥材料及其冶煉方法，其特征在于經(jīng)過(guò)下列步驟制得:1)按下列組分的質(zhì)量比備料:73.0~76.0%的Q235廢鋼、1.5~1.8%的鎢鐵、3.0~3.3%的鑰鐵、1.0~1.2%的釩鐵、6.0~6.5%的高碳鉻鐵、0.5~0.8%的金屬銅、0.12~0.16%的金屬鋁、1.2~1.4%的硅鈣合金、0.20~0.28%的稀土硅鐵鎂合金、
0.3~0.5%的鈮鐵、8.2~8.6%的硼鐵、0.55~0.80%的硅鐵、0.35~0.50%的釩氮合金、
1.20~1.36%的鋯硅鐵和0.15~0.20%的鈦鐵；2)先將質(zhì)量分?jǐn)?shù)73.0~76.0%的Q235廢鋼、1.5~1.8%的鎢鐵、3.0~3.3%的鑰鐵、6.0~6.5%的高碳鉻鐵、0.5~0.8%的金屬銅和0.3~0.5%的鈮鐵，放入電爐內(nèi)，升溫至1580~1600°C，使混合料加熱熔化后，依次加入1.2~1.4%的硅鈣合金、1.0~1.2%的釩鐵、0.12~0.16%的金屬鋁和3.5~4.0%的硼鐵，將鋼水溫度升至1610~1630°C ；3)在澆包內(nèi)預(yù)先加入粒度為5~10mm，并經(jīng)550~600°C預(yù)熱2~4小時(shí)的，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.20~0.28%的稀土硅鐵鎂合金、0.15~0.20%的鈦鐵、0.66~0.80%的鋯硅鐵和1.5~1.8%的硼鐵，之后將步驟2)的溫度為1610~1630°C的鋼水，澆入澆包內(nèi)，進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理和合金化處理；(4)鋼水在澆包內(nèi)靜置4~10分鐘，當(dāng)鋼水溫度降至1450~1475°C時(shí)，將鋼水澆注至鑄型中，并在鋼水澆注過(guò)程中，隨流加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.55~0.80%的硅鐵、0.35~0.50%的釩氮合金、0.45~0.60%的鋯硅鐵和
2.4~3.0%的硼鐵，冷卻后，得到高硼高速鋼軋輥。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN102925820A還公開(kāi)了一種含鋁高硼高速鋼軋輥材料及冶煉方法，化學(xué)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)％是:0.35 -0.55C, 3.2 -3.4B, 5.5 -6.0Cr,〈0.85Si,〈0.35Mn, 0.5 -0.7V, 0.7 -0.9Ni, 1.0 -3.0ff, 1.0 -2.0Md, 3.8 ≤ 0V+2Mo) ^5.2,3.7-
3.9A1, 0.03 -0.06Ce, 0.03 -0.06La, 0.06〈 (La+Ce) ( 0.10，0.12 -0.15N, 0.05 -0.08Ca, 0.04 -0.1OMg, <0.03S, <0.04P,其余為Fe。利用電爐熔煉，采用鑄造方法成型，經(jīng)淬火和回火后精加工。該發(fā)明軋輥材料室溫和高溫硬度高，高溫耐磨性好。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN102847713A還公開(kāi)了一種耐磨熱軋輥，包括熱軋輥本體，所述本體內(nèi)壁設(shè)置有水冷卻層，所述本體外壁涂覆有碳化鎢硬質(zhì)合金層，所述碳化鎢硬質(zhì)合金層外涂覆有納米陶瓷涂層。該耐磨熱軋輥由于在本體表面涂覆有碳化鎢硬質(zhì)合金層，在碳化鎢硬質(zhì)合金層外涂覆有納米陶瓷涂層，具有隔熱保溫效果，不脫落、不燃燒，耐水、防潮，且潤(rùn)滑效果較好，大大提高了該熱軋輥的機(jī)械性能和化學(xué)性能，同時(shí)水冷卻層可以起到很好的冷卻效果，使用壽命更長(zhǎng)。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN102828123A還公開(kāi)了一種離心復(fù)合澆鑄高速鋼軋輥外層變質(zhì)處理的方法，其特征在于，在外層高速鋼熔煉完成出爐時(shí)，向鋼包內(nèi)加入復(fù)合變質(zhì)劑對(duì)高速鋼鐵水進(jìn)行變質(zhì)處理，復(fù)合變質(zhì)劑的加入量為鋼水重量的1.0~2.0%，反應(yīng)溫度為1500~1600°C。所述復(fù)合變質(zhì)劑的化學(xué)成分重量百分比為:釩鐵FeV5050~55%、稀土硅鐵合金FeSiRe2120~25%、硅鋇合金FeBa5Si6020~25%、A15~10%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:細(xì)化鑄造晶粒和改善鉻、碳化物形態(tài)，均勻彌散分布的細(xì)小球狀MC型碳化物，提高了高速鋼軋輥外層的耐磨和耐熱性，使軋輥毫米軋材同比增加25%~30%。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN102626774A還公開(kāi)了一種雙金屬?gòu)?fù)合冷硬鑄鐵軋輥的制造方法，包括外層冷硬鑄鐵耐磨材料和內(nèi)層支撐灰鐵材料熔煉、離心澆注模具準(zhǔn)備、離心澆注、冷卻、脫模取件工序，外層冷硬鑄鐵耐磨材料的基體組織結(jié)構(gòu)為:碳化物含量40~50%、珠光體含量40~50%、萊式體含量O~20% ;離心澆注時(shí)的冷卻速度為:從1350°C降到1180°C區(qū)間的冷卻速度控制在大于80°C /min,從1180°C降到720°C區(qū)間的冷卻速度為20~25V /min,從720°C降到常溫區(qū)間的冷卻速度控制在小于30°C /h。該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:利用該方法制造出來(lái)的軋輥外層材料晶粒較細(xì)且均勻，輥體硬度沿徑向、軸向硬度變化較?。豢估瓘?qiáng)度強(qiáng)，耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN102615106A還公開(kāi)了一種含硼離心復(fù)合高速鋼軋輥，包括高速鋼軋輥外層、高速鋼軋輥中間層和高速鋼軋輥芯部，其特征在于，所述的高速鋼軋輥外層的化學(xué)成分重量百分比為:C:0.8 ~0.9%、S1:1.0 ~1.2%、Mn:0.9 ~1.2%、P..( 0.03%、S..( 0.03%,Ni:0.9 ~1.0%、Cr:5 ~6%、Mo: 1.4 ~1.5%、B: 1.9 ~2.2%、V: 1.4 ~1.6%、W:2 ~3%、Nb:0.4 ~0.5% 和稀土 ；所述的高速鋼軋輥中間層的化學(xué)成分重量百分比為:C:1.7~1.8%、S1:1.4~1.6%、Mn:0.9 ~1.0%、P 0.03%、S: ^ 0.03%、Ni:0.8 ~1.2%、Cr: 1.3 ~1.5% 和 Mo:0.3 ~0.5% ;所述的高速鋼軋輥芯部的化學(xué)成分重量百分比為:C:3.1~3.3%、S1:1.8~2.0%、Mn:0.6 ~0.7%、P:≤ 0.1%、S:≤ 0.03%、N1:≤ 0.3%、Cr:0.2 ~0.3%、Mo:0.2 ~0.3% 和Mg:0.05~0.08%。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN102615107A還公開(kāi)了一種高硫合金離心復(fù)合球墨鑄鐵軋輥，由外層和芯部組成，其特征在于，所述外層包括按質(zhì)量百分比組成的下列成分:C:
2.8 ~3.6，Si:0.8 ~1.9，Mn:0.6 ~1.3，Cr:1.5 ~2.8，Mo:0.4 ~0.8，W:0.3 ~0.9，Ae:0.4 ~0.8, V:0.1 ~0.5，S:1.9 ~3.0, P .( 0.08，Re:≤ 0.05，其余為 Fe ;所述芯部包括按質(zhì)量百分比組成的下列成分:C:3.0~3.5，S1:1.9~2.5，Mn:0.4~1.2，Cr:^0.4, Mo:^ 0.2, W: ^ 0.1, Ae: ^ 0.1, V:0.1, S:0.04, P: ^ 0.1, Re: ^ 0.05,其余為 Fe。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN102330037A還公開(kāi)了一種具有耐磨性及高耐熱性的合金軋輥，其所含各種組分按重量百分比計(jì)為:C:2.5%~3.5% ;S1: < 2.0% ；Mn:1.6%~2.0% ；Ρ: ^ 0.06 % ；S 0.05% ；Cu..( 0.2% ；As:^0.10% ；Cr:1.5%~2.0% ；N1:10.0%~20.0 % ；Mo:
10.5%~15.0% ;余量為Fe。該具有耐磨性及高耐熱性的合金軋輥通過(guò)大幅度增加N1、Mo元素的含量，改善了合金軋輥的耐熱耐磨性能，并延長(zhǎng)了該具有耐磨性及高耐熱性的合金軋輥的使用壽命。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN102366830A還公開(kāi)了一種含硼軋輥的鑄造方法，所述含硼軋輥的外層采用離心鑄造方法成形，輥芯采用球墨鑄鐵，并以頂注方法澆注成形；所述外層的化學(xué)成分及重量百分比為C:3.2~3.5% ,S1:0.2~0.4%，B:1.2~1.6% ,Cr:
6.3 ~7.0% ,Mn:1.6 ~1.8%，V:1.5 ~1.8% ,Mo:2.2 ~2.8%，W:1.2 ~1.6% ,Nb:0.1 ~0.3 %，Ce:0.25 ~0.35 %，T1:0.3 ~0.5 %，S < 0.03 %，P < 0.04 %，其余為Fe ;所述方法包括以下步驟:①將普通廢鋼、鉻鐵、生鐵、鎢鐵、鑰鐵、鈮鐵混合加熱熔化，鋼水熔清后加入硅鐵和錳鐵，出爐前加入釩鐵爐前調(diào)整成分合格后，將溫度升至1560~1580°C,加入占上述鋼水質(zhì)量0.15~0.20%的招脫氧,而后依次加入鈦鐵和硼鐵，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1580~1600°C時(shí)出爐；③將鈰基稀土破碎至粒度5~7mm的小塊，經(jīng)160~200°C烘干后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對(duì)鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理用離心鑄造機(jī)澆注軋輥外層，外層鋼水澆注溫度為1470~1480°C，當(dāng)軋輥外層完全凝固，且軋輥外層內(nèi)表面溫度達(dá)到1165?1175°C時(shí)，澆注輥芯球墨鑄鐵，輥芯球墨鑄鐵澆注溫度為1340?1370°C ；⑤軋輥澆注12?24小時(shí)后拆箱，然后置于緩冷坑，冷卻至室溫后切割澆冒口，清理殘根、飛邊、毛刺后粗加工；⑥將粗加工后的軋輥進(jìn)行熱處理，所述熱處理包括高溫淬火和回火處理，淬火加熱溫度1000°C?1050°C，保溫時(shí)間2?4小時(shí)。淬火冷卻時(shí)，先噴霧冷卻10?20分鐘，隨后空冷至輥面溫度低于200°C時(shí)，入加熱爐進(jìn)行第一次回火處理，回火加熱溫度520°C?560°C，保溫5?8小時(shí)后空冷，當(dāng)輥面溫度低于200°C時(shí)，入加熱爐進(jìn)行第二次回火處理，回火加熱溫度500°C?540°C，保溫8?12小時(shí)后爐冷，當(dāng)爐溫低于200°C后出爐，并精加工至規(guī)定尺寸。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN102319897A還公開(kāi)了一種噴射成形高釩高速鋼復(fù)合軋輥的制造方法。高釩高速鋼化學(xué)組成成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)是:1.7 - 1.8C, 1.2-1.6Si, 5.0 -6.0Cr, 1.2 -1.4Mo, 0.5 -0.6Mn, 8.0 -10.0V,余量為Fe ;所述軋輥輥芯是球磨鑄鐵。該發(fā)明還公開(kāi)了上述輻射軋輥的制備方法:將輥芯用感應(yīng)線圈預(yù)熱到一定溫度，同時(shí)將外層高速鋼在真空感應(yīng)爐中熔煉，采用噴射成形的方法，將高速鋼金屬液流用氮?dú)忪F化并沉積在旋轉(zhuǎn)的輥芯上復(fù)合成形。該復(fù)合軋輥外層組織均勻，消除粗大共晶碳化物及組織偏析，在輥芯與噴射層之間形成良好的冶金結(jié)合，輥面硬度高，耐磨性好，疲勞性能提高，使用壽命更長(zhǎng)，隨著設(shè)備的成熟，噴射成形復(fù)合軋輥具有更高更好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]但是，上述耐磨軋輥制備技術(shù)或存在工藝復(fù)雜、或存在軋輥性能低使用壽命短、或存在軋輥貴重合金加入量多制造成本高等不足，限制了其推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有軋輥生產(chǎn)中存在的問(wèn)題，以加工軋輥的合金鐵屑和廢鋼為主要合金元素，并補(bǔ)充少量鐵合金，發(fā)明一種資源節(jié)約型高硼高速鋼復(fù)合軋輥。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]本發(fā)明資源節(jié)約型高硼高速鋼復(fù)合軋輥由外層高硼高速鋼和中間過(guò)渡層石墨鋼以及輥芯熱軋中碳圓鋼三部分組成，其中外層高硼高速鋼和中間過(guò)渡層石墨鋼通過(guò)離心復(fù)合而成，而過(guò)渡層石墨鋼和輥芯熱軋中碳圓鋼通過(guò)熱裝復(fù)合而成，其具體制備工藝，包括如下步驟:
[0007]①先在電爐內(nèi)采用廢鋼、高鉻鑄鐵軋輥廢料、高鎳鉻無(wú)限冷硬鑄鐵軋輥廢料和高速鋼軋輥廢料以及硼鐵、鉻鐵、鎢鐵和鑰鐵熔煉外層高硼高速鋼，外層高硼高速鋼鋼水的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:1.5?2.5%C, 0.3?1.0%B, 12?25%Cr, 0.5?3.0%Mo, 0.3?2.0%ff, 0.5 ?1.8%Ni, 0.2 ?1.2%V,〈1.2%Co,〈1.0%Nb,〈1.2%Si,〈1.2%Mn, <0.08%P, <0.05%S,余量為Fe及不可避免雜質(zhì)，外層高硼高速鋼鋼水成分調(diào)整合格后將其溫度升至1580?1600°C，并加入占爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5?0.8%的硅鈣鋇合金和0.12?0.25%的金屬鋁脫氧和微合金化，保溫2?3分鐘后，將鋼水出爐到鋼包，鋼水出爐過(guò)程中，將顆粒尺寸5?IOmm的鈦鐵、稀土娃鐵和fL鐵隨鋼水流進(jìn)入鋼包,其中鈦鐵、稀土娃鐵和fL鐵加入量分別占進(jìn)入鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.20?0.35%,0.35?0.50%和0.15?0.30% ；
[0008]②步驟①外層高硼高速鋼鋼水經(jīng)扒渣和靜置后，當(dāng)溫度降至1440?1470°C時(shí)，將其燒入旋轉(zhuǎn)(速度優(yōu)選為650?1250rpm)的臥式離心機(jī)上的鑄型內(nèi)，離心機(jī)旋轉(zhuǎn)5?8分鐘后，將中間層石墨鋼鋼水澆入鑄型，中間層石墨鋼鋼水的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:1.4?1.8%C, 1.4 ?2.0%Si, 0.3 ?0.9%Mn, 0.3 ?0.6%Cu, 0.03 ?0.06%N, 0.08 ?0.12%V, 0.03 ?0.06%RE, 0.02 ~0.05%Mg, 0.35 ~0.50%Mo, Ρ〈0.040%, S〈0.035%,余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì)，中間層石墨鋼鋼水的澆注溫度為1460~1490°C，澆注厚度為15~25mm ;當(dāng)中間層石墨鋼鋼水凝固后停機(jī)，取出輥套鑄件，入保溫爐或緩冷坑緩慢冷卻至溫度低于300°C后空冷至室溫；
[0009]③步驟②所得輥套鑄件經(jīng)粗加工后，加熱至500~550°C，保溫10~15小時(shí)后，爐冷至溫度為300~350°C時(shí)出爐，與由熱軋中碳圓鋼加工而成的輥芯熱裝復(fù)合，組合成高硼高速鋼復(fù)合軋輥，熱裝復(fù)合的過(guò)盈量為0.12~0.20mm，最后將復(fù)合軋輥精加工至規(guī)定尺寸和精度。
[0010]如上所述的高鉻鑄鐵軋輥廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:2.30~3.30%C, 0.30 ~1.00%Si, 0.50 ~1.20%Mn, P ≤0.10%, S ≤ 0.05%, 0.70 ~1.70%Ni, 18.01 ~22.00%Cr, 1.51~3.00%Mo, 0.00~0.60%V,余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。
[0011]如上所述的高鎳鉻鑄鐵無(wú)限冷硬軋輥廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:2.90~3.60%C, 0.60 ~1.50%Si, 0.40 ~1.20%Mn, P ≤0.10%, S ≤0.05%, 3.01 ~4.80%Ni, 1.00 ~
2.00%Cr, 0.20~1.00%Mo,余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。
[0012]如上所述的高速鋼軋輥廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:1.50~2.20%C, 0.30~
1.00%Si, 0.40 ~1.20%Mn, 3.00 ~8.00%Cr, 0.00 ~1.50%Ni, 2.00 ~8.00%Mo, 2.00 ~
9.00%V, 0.00 ~8.00%ff, 0.00 ~8.00%Co, 0.00 ~5.00%Nb, P ≤ 0.05%, S≤ 0.05%,余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。
[0013]如上所述的娃鈣鋇合金的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:40~45%Si, 10~12%Ca, 10~12%Ba, ( 0.8%C, ( 0.04%P, ( 0.06%S,余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì)。
[0014]如上所述的稀土硅鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:27.0~30.0%RE，38.0~42.0%Si,〈3.0%Μη,〈5.0%Ca,〈3.0%Ti，余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì)。
[0015]如上所述的釩鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:58~65%V，( 2.0%Si, ( 2.5%A1, ( 0.06%C, ( 0.05%P, ( 0.05%S, ( 0.l%Cu,余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì)。
[0016]如上所述的鈦鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:38~42%Ti，( 9.0%A1, ( 3.0%Si, ( O? 03%S, ( 0.03%P, ( 0.10%C, ( 0.40%Cu, ( 2.5%Mn,余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì)。
[0017]本發(fā)明資源節(jié)約型高硼高速鋼復(fù)合軋輥由外層高硼高速鋼和中間過(guò)渡層石墨鋼以及輥芯熱軋中碳圓鋼三部分組成，其中外層高硼高速鋼主要起耐磨作用。而中間過(guò)渡層采用石墨鋼是利用其高強(qiáng)度和優(yōu)異的加工性能，外層高硼高速鋼和中間過(guò)渡層石墨鋼通過(guò)離心復(fù)合而成，兩者可實(shí)現(xiàn)牢靠的冶金結(jié)合。輥芯采用熱軋中碳圓鋼，成本低廉，且可以重復(fù)使用。過(guò)渡層石墨鋼和輥芯熱軋中碳圓鋼通過(guò)熱裝復(fù)合而成，工藝簡(jiǎn)便，可實(shí)現(xiàn)快速批量生產(chǎn)。
[0018]本發(fā)明為了確保軋輥的性能，并控制制造成本，本發(fā)明軋輥外層材料以廢鋼、高鉻鑄鐵軋輥廢料、高鎳鉻無(wú)限冷硬鑄鐵軋輥廢料和高速鋼軋輥廢料為主，并加入適量的硼鐵、鉻鐵、鎢鐵和鑰鐵，外層高硼高速鋼鋼水的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:1.5~2.5%C, 0.3~
1.0%B, 12 ~25%Cr, 0.5 ~3.0%Mo, 0.3 ~2.0%ff, 0.5 ~1.8%Ni, 0.2 ~1.2%V,〈1.2%Co, <1.0%Nb,〈1.2%Si,〈1.2%Mn, <0.08%P, <0.05%S,余量為Fe及不可避免雜質(zhì)，這樣可以確保軋輥外層組織中有高硬度的碳硼化物抗磨相，基體以高硬度的馬氏體為主。為了改善外層高硼高速鋼鋼水質(zhì)量，提高外層材料性能，本發(fā)明在外層高硼高速鋼鋼水成分調(diào)整合格后將其溫度升至1580?1600°C，并加入占爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5?0.8%的硅鈣鋇合金和0.12?
0.25%的金屬鋁脫氧和微合金化，保溫2?3分鐘后，將鋼水出爐到鋼包，鋼水出爐過(guò)程中，將顆粒尺寸5?ιο_的鈦鐵、稀土娃鐵和fL鐵隨鋼水流進(jìn)入鋼包,其中鈦鐵、稀土娃鐵和fL鐵加入量分別占進(jìn)入鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.20?0.35%,0.35?0.50%和0.15?0.30%，這樣有利于細(xì)化和凈化凝固組織，提高外層材料的強(qiáng)韌性，防止外層材料使用中出現(xiàn)開(kāi)裂和剝落。
[0019]本發(fā)明中間層石墨鋼鋼水的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:1.4?1.8%C，1.4?
2.0%Si, 0.3 ?0.9%Mn，0.3 ?0.6%Cu, 0.03 ?0.06%N, 0.08 ?0.12%V, 0.03 ?
0.06%RE, 0.02 ?0.05%Mg, 0.35 ?0.50%Μο, Ρ〈0.040%, S〈0.035%,余量為 Fe 及不可避免雜
質(zhì)，這樣可確保中間層具有高強(qiáng)度和高韌性，有利于提高軋輥使用的安全性。
[0020]本發(fā)明復(fù)合軋輥的外層和中間過(guò)渡層經(jīng)粗加工后，加熱至500?550°C，保溫10?15小時(shí)后，主要是為了消除應(yīng)力，穩(wěn)定組織以及迫使鑄態(tài)基體組織中的奧氏體轉(zhuǎn)化為高硬度的馬氏體，有利于進(jìn)一步提高軋輥耐磨性。復(fù)合軋輥的外層和中間過(guò)渡層爐冷至溫度為300?350°C時(shí)出爐，可以確保與由熱軋中碳圓鋼加工而成的輥芯實(shí)現(xiàn)熱裝復(fù)合，組合成高硼高速鋼復(fù)合軋輥，熱裝復(fù)合的過(guò)盈量為0.12?0.20_，可以確保軋輥使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)脫套事故。
[0021]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)勢(shì):
[0022]I)本發(fā)明復(fù)合軋輥由外層高硼高速鋼和中間過(guò)渡層石墨鋼以及輥芯熱軋中碳圓鋼三部分組成，使軋輥使用安全；
[0023]2)本發(fā)明軋輥外層材料以廢鋼、高鉻鑄鐵軋輥廢料、高鎳鉻無(wú)限冷硬鑄鐵軋輥廢料和高速鋼軋輥廢料為主，并加入適量的硼鐵、鉻鐵、鎢鐵和鑰鐵，有利于大幅度降低軋輥生產(chǎn)成本；
[0024]3)本發(fā)明軋輥的輥芯由熱軋中碳圓鋼加工而成，可以重復(fù)使用；
[0025]4)本發(fā)明軋輥輥身硬度大于83HSD，具有優(yōu)異的耐磨性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1聞砸聞速鋼復(fù)合乳棍不意圖；
[0027]1-輥芯熱軋中碳圓鋼，2 -外層高硼高速鋼，3 -中間過(guò)渡層石墨鋼。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述，高硼高速鋼復(fù)合軋輥示意圖見(jiàn)圖1，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。
[0029]實(shí)施例1:
[0030]本發(fā)明資源節(jié)約型高硼高速鋼復(fù)合軋輥(輥身長(zhǎng)度600mm，輥身直徑320mm)由外層高硼高速鋼和中間過(guò)渡層石墨鋼以及輥芯熱軋中碳圓鋼三部分組成，其中外層高硼高速鋼和中間過(guò)渡層石墨鋼分別采用1000公斤和500公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉，通過(guò)臥式離心機(jī)復(fù)合而成，而過(guò)渡層石墨鋼和輥芯熱軋中碳圓鋼通過(guò)熱裝復(fù)合而成。其具體制備工藝是:
[0031]①先在電爐內(nèi)采用廢鋼、高鉻鑄鐵軋輥廢料(高鉻鑄鐵軋輥廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:2.30?3.30%C, 0.30?1.00%Si, 0.50?1.20%Mn, P ≤ 0.10%, S ≤ 0.05%, 0.70 ~1.70%Ni, 18.01 ~22.00%Cr, 1.51 ~
3.00%Mo, 0.00~0.60%V,余量為Fe及不可避免雜質(zhì))、高鎳鉻無(wú)限冷硬鑄鐵軋輥廢料(高鎳鉻鑄鐵無(wú)限冷硬軋輥廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:2.90~3.60%C, 0.60~1.50%Si, 0.40 ~1.20%Mn, P≤ 0.10%, S ≤ 0.05%, 3.01 ~4.80%Ni, 1.00 ~2.00%Cr, 0.20 ~1.00%Mo,余量為Fe及不可避免雜質(zhì))和高速鋼軋輥廢料(高速鋼軋輥廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:1.50 ~2.20%C, 0.30 ~1.00%Si, 0.40 ~1.20%Mn, 3.00 ~8.00%Cr, 0.00 ~1.50%Ni, 2.00 ~8.00%Mo, 2.00 ~9.00%V, 0.00 ~8.00%ff, 0.00 ~8.00%Co, 0.00 ~5.00%Nb, P^0.05%, S^0.05%,余量為Fe及不可避免雜質(zhì))以及硼鐵、鉻鐵、鎢鐵和鑰鐵熔煉外層高硼高速鋼，外層高硼高速鋼鋼水的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:1.53%C, 0.99%B, I
4.77%Cr, 1.16%Mo, 0.38%ff, 0.75%Ni, 0.29%V, 0.78%Co, 0.03%Nb, 0.64%Si, 0.70%Mn, 0.057%P,0.041%S,余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。外層高硼高速鋼鋼水成分調(diào)整合格后將其溫度升至1582°C，并加入占爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%的硅鈣鋇合金(硅鈣鋇合金的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:42.08%Si, 11.69%Ca, 11.30%Ba, 0.28%C, 0.037%P, 0.046%S,余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì))和0.25%的金屬鋁脫氧和微合金化，保溫3分鐘后，將鋼水出爐到鋼包，鋼水出爐過(guò)程中，將顆粒尺寸5~IOmm的鈦鐵(鈦鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:39.66%Ti, 5.08%A1, 1.93%Si, 0.021%S, 0.028%P, 0.07%C, 0.28%Cu, 1.27%Mn,余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì))、稀土硅鐵(稀土硅鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:28.95%RE, 39.90%Si, 1.81%Mn, 2.67%Ca, 1.04%Ti，余量為Fe及不可避免雜質(zhì))和釩鐵(釩鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:62.80%V, 1.26%Si, 1.99%Al, 0.05%C, 0.037%P, 0.029%S, 0.03%Cu,余量為Fe及不可避免雜質(zhì))隨鋼水流進(jìn)入鋼包，其中鈦鐵、稀土硅鐵和釩鐵加入量分別占進(jìn)入鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.20%,0.35%和0.30%。
[0032]②外層高硼高速鋼鋼水經(jīng)扒渣和靜置后，當(dāng)溫度降至1445°C時(shí)，將其澆入旋轉(zhuǎn)速度為1050rpm的臥式離心機(jī)上的鑄型內(nèi)，離心機(jī)旋轉(zhuǎn)5分鐘后，將中間層石墨鋼鋼水澆入鑄型，中間層石墨鋼鋼水的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:1.42%C, 1.97%Si, 0.30%Mn, 0.59%Cu, 0.03%N, 0.08%V, 0.06%RE, 0.04%Mg, 0.39%Mo, 0.037%P, 0.030%S,余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì)。中間層石墨鋼鋼水的澆注溫度為1488°C，澆注厚度為15mm。當(dāng)中間層石墨鋼鋼水凝固后停機(jī)，取出輥套鑄件，入保溫爐緩慢冷卻至溫度低于300°C后空冷至室溫。
[0033]③輥套鑄件經(jīng)粗加工后，加熱至520°C，保溫12小時(shí)后，爐冷至溫度為320°C時(shí)出爐，與由熱軋中碳圓鋼加工而成的輥芯熱裝復(fù)合，組合成高硼高速鋼復(fù)合軋輥，熱裝復(fù)合的過(guò)盈量為0.12mm，最后將復(fù)合軋輥精加工至規(guī)定尺寸和精度，高硼高速鋼復(fù)合軋輥的性能見(jiàn)表1。
[0034]實(shí)施例2:
[0035]本發(fā)明資源節(jié)約型高硼高速鋼復(fù)合軋輥(輥身長(zhǎng)度600mm，輥身直徑350mm)由外層高硼高速鋼和中間過(guò)渡層石墨鋼以及輥芯熱軋中碳圓鋼三部分組成，其中外層高硼高速鋼和中間過(guò)渡層石墨鋼分別采用1000公斤和500公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉，通過(guò)臥式離心機(jī)復(fù)合而成，而過(guò)渡層石墨鋼和輥芯熱軋中碳圓鋼通過(guò)熱裝復(fù)合而成。其具體制備工藝是:
[0036]①先在電爐內(nèi)采用廢鋼、高鉻鑄鐵軋輥廢料(高鉻鑄鐵軋輥廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:2.30~3.30%C, 0.30~1.00%Si, 0.50~
1.20%Mn, P ( 0.10%, S ( 0.05%, 0.70 ~1.70%Ni, 18.01 ~22.00%Cr, 1.51 ~
3.00%Mo, 0.00~0.60%V,余量為Fe及不可避免雜質(zhì))、高鎳鉻無(wú)限冷硬鑄鐵軋輥廢料(高鎳鉻鑄鐵無(wú)限冷硬軋輥廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:2.90~3.60%C, 0.60~1.50%Si, 0.40 ~1.20%Mn, P ≤ 0.10%, S ≤ 0.05%, 3.01 ~4.80%Ni, 1.00 ~2.00%Cr, 0.20 ~1.00%Mo,余量為Fe及不可避免雜質(zhì))和高速鋼軋輥廢料(高速鋼軋輥廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:1.50 ~2.20%C, 0.30 ~1.00%Si, 0.40 ~1.20%Mn, 3.00 ~8.00%Cr, 0.00 ~
1.50%Ni, 2.00 ~8.00%Μο，2.00 ~9.00%V, 0.00 ~8.00%W, 0.00 ~8.00%Co, 0.00 ~5.00%Nb, P^0.05%, S^0.05%,余量為Fe及不可避免雜質(zhì))以及硼鐵、鉻鐵、鎢鐵和鑰鐵熔煉外層高硼高速鋼，外層高硼高速鋼鋼水的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:2.48%C, 0.33%B, 2
2.13%Cr, 0.51%Mo, 0.37%ff, 1.76%Ni, 1.19%V, 0.03%Co, 0.27%Nb, 0.92%Si, 1.03%Mn, 0.063%P,0.039%S,余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。外層高硼高速鋼鋼水成分調(diào)整合格后將其溫度升至1597°C，并加入占爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.8%的硅鈣鋇合金(硅鈣鋇合金的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:42.08%Si, 11.69%Ca, 11.30%Ba, 0.28%C, 0.037%P, 0.046%S,余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì))和0.12%的金屬鋁脫氧和微合金化，保溫2分鐘后，將鋼水出爐到鋼包，鋼水出爐過(guò)程中，將顆粒尺寸5~IOmm的鈦鐵(鈦鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:39.66%Ti, 5.08%A1, 1.93%Si, 0.021%S, 0.028%P, 0.07%C, 0.28%Cu, 1.27%Mn,余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì))、稀土硅鐵(稀土硅鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:28.95%RE, 39.90%Si, 1.81%Mn, 2.67%Ca, 1.04%Ti，余量為Fe及不可避免雜質(zhì))和釩鐵(釩鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:62.80%V, 1.26%Si, 1.99%Al, 0.05%C, 0.037%P, 0.029%S, 0.03%Cu,余量為Fe及不可避免雜質(zhì))隨鋼水流進(jìn)入鋼包，其中鈦鐵、稀土硅鐵和釩鐵加入量分別占進(jìn)入鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.35%,0.50%和0.15%。 [0037]②外層高硼高速鋼鋼水經(jīng)扒渣和靜置后，當(dāng)溫度降至1467°C時(shí)，將其澆入旋轉(zhuǎn)速度為900rpm的臥式離心機(jī)上的鑄型內(nèi)，離心機(jī)旋轉(zhuǎn)8分鐘后，將中間層石墨鋼鋼水澆入鑄型，中間層石墨鋼鋼水的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:1.77%C, 1.40%Si, 0.76%Mn, 0.31%Cu, 0.06%N, 0.12%V, 0.03%RE, 0.02%Mg, 0.36%Mo, 0.035%P, 0.027%S,余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì)。中間層石墨鋼鋼水的澆注溫度為1462°C，澆注厚度為20mm。當(dāng)中間層石墨鋼鋼水凝固后停機(jī)，取出輥套鑄件，入緩冷坑緩慢冷卻至溫度低于300°C后空冷至室溫。
[0038]③輥套鑄件經(jīng)粗加工后，加熱至500°C，保溫15小時(shí)后，爐冷至溫度為350°C時(shí)出爐，與由熱軋中碳圓鋼加工而成的輥芯熱裝復(fù)合，組合成高硼高速鋼復(fù)合軋輥，熱裝復(fù)合的過(guò)盈量為0.16mm，最后將復(fù)合軋輥精加工至規(guī)定尺寸和精度，高硼高速鋼復(fù)合軋輥的性能見(jiàn)表1。
[0039]實(shí)施例3:
[0040]本發(fā)明資源節(jié)約型高硼高速鋼復(fù)合軋輥(輥身長(zhǎng)度650mm，輥身直徑380mm)由外層高硼高速鋼和中間過(guò)渡層石墨鋼以及輥芯熱軋中碳圓鋼三部分組成，其中外層高硼高速鋼和中間過(guò)渡層石墨鋼分別采用1000公斤和500公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉，通過(guò)臥式離心機(jī)復(fù)合而成，而過(guò)渡層石墨鋼和輥芯熱軋中碳圓鋼通過(guò)熱裝復(fù)合而成。其具體制備工藝是:
[0041]①先在電爐內(nèi)采用廢鋼、高鉻鑄鐵軋輥廢料(高鉻鑄鐵軋輥廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:2.30~3.30%C，0.30~1.00%Si，0.50~1.20%Mn, P ( 0.10%, S ( 0.05%, 0.70 ~1.70%Ni, 18.01 ~22.00%Cr, 1.51 ~
3.00%Mo, 0.00~0.60%V,余量為Fe及不可避免雜質(zhì))、高鎳鉻無(wú)限冷硬鑄鐵軋輥廢料(高鎳鉻鑄鐵無(wú)限冷硬軋輥廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:2.90~3.60%C, 0.60~
1.50%Si, 0.40 ~1.20%Mn, P ≤ 0.10%, S ≤ 0.05%, 3.01 ~4.80%Ni, 1.00 ~2.00%Cr, 0.20 ~1.00%Mo,余量為Fe及不可避免雜質(zhì))和高速鋼軋輥廢料(高速鋼軋輥廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:1.50 ~2.20%C, 0.30 ~1.00%Si, 0.40 ~1.20%Mn, 3.00 ~8.00%Cr, 0.00 ~
1.50%Ni, 2.00 ~8.00%Mo, 2.00 ~9.00%V, 0.00 ~8.00%ff, 0.00 ~8.00%Co, 0.00 ~
5.00%Nb, P^0.05%, S^0.05%,余量為Fe及不可避免雜質(zhì))以及硼鐵、鉻鐵、鎢鐵和鑰鐵熔煉外層高硼高速鋼，外層高硼高速鋼鋼水的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:1.90%C, 0.85%B, I
2.35%Cr, 2.89%Mo, 1.04%ff, 0.59%Ni, 0.21%V, 0.08%Co, 0.01%Nb, 0.71%Si, 0.50%Mn, 0.047%P,0.032%S,余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。外層高硼高速鋼鋼水成分調(diào)整合格后將其溫度升至1593°C，并加入占爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%的硅鈣鋇合金(硅鈣鋇合金的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:42.08%Si, 11.69%Ca, 11.30%Ba, 0.28%C, 0.037%P, 0.046%S,余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì))和0.18%的金屬鋁脫氧和微合金化，保溫3分鐘后，將鋼水出爐到鋼包，鋼水出爐過(guò)程中，將顆粒尺寸5~IOmm的鈦鐵(鈦鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:39.66%Ti, 5.08%A1, 1.93%Si, 0.021%S, 0.028%P, 0.07%C, 0.28%Cu, 1.27%Mn,余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì))、稀土硅鐵(稀土硅鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:28.95%RE, 39.90%Si, 1.81%Mn, 2.67%Ca, 1.04%Ti，余量為Fe及不可避免雜質(zhì))和釩鐵(釩鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:62.80%V, 1.26%Si, 1.99%Al, 0.05%C, 0.037%P, 0.029%S, 0.03%Cu,余量為Fe及不可避免雜質(zhì))隨鋼水流進(jìn)入鋼包，其中鈦鐵、稀土硅鐵和釩鐵加入量分別占進(jìn)入鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.25%,0.40%和0.25%。[0042]②外層高硼高速鋼鋼水經(jīng)扒渣和靜置后，當(dāng)溫度降至1457°C時(shí)，將其澆入旋轉(zhuǎn)速度為700rpm的臥式離心機(jī)上的鑄型內(nèi)，離心機(jī)旋轉(zhuǎn)6分鐘后，將中間層石墨鋼鋼水澆入鑄型，中間層石墨鋼鋼水的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:1.67%C, 1.70%Si, 0.62%Mn, 0.45%Cu, 0.04%N, 0.09%V, 0.05%RE, 0.04%Mg, 0.41%Mo, 0.030%P, 0.031%S,余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì)。中間層石墨鋼鋼水的澆注溫度為1476°C，澆注厚度為25_。當(dāng)中間層石墨鋼鋼水凝固后停機(jī)，取出輥套鑄件，入緩冷坑緩慢冷卻至溫度低于300°C后空冷至室溫。
[0043]③輥套鑄件經(jīng)粗加工后，加熱至550°C，保溫12小時(shí)后，爐冷至溫度為300°C時(shí)出爐，與由熱軋中碳圓鋼加工而成的輥芯熱裝復(fù)合，組合成高硼高速鋼復(fù)合軋輥，熱裝復(fù)合的過(guò)盈量為0.20mm，最后將復(fù)合軋輥精加工至規(guī)定尺寸和精度，高硼高速鋼復(fù)合軋輥的性能見(jiàn)表1。
[0044]表1高硼高速鋼復(fù)合軋輥的性能
[0045]
力學(xué)性能輥面硬度/HSD 輥面硬度差輥身抗拉強(qiáng)度

/HSD/MPa 實(shí)施例183.81.2635 實(shí)施例 284.91.4620 實(shí)施例 384.71.1655
[0046]本發(fā)明高硼高速鋼復(fù)合軋輥輥面硬度高，硬度差小，輥面硬度均勻性好，確保了復(fù)合軋輥具有優(yōu)異的耐磨性。輥芯由熱軋中碳圓鋼加工而成，具有良好的強(qiáng)韌性，可確保軋輥使用中無(wú)斷輥事故產(chǎn)生，本發(fā)明軋輥用于棒材、線材和板帶軋機(jī)上使用，使用壽命比高鉻鑄鐵軋輥和高鎳鉻無(wú)限冷硬鑄鐵軋輥大幅度提高。本發(fā)明軋輥以以廢鋼、高鉻鑄鐵軋輥廢料、高鎳鉻無(wú)限冷硬鑄鐵軋輥廢料和高速鋼軋輥廢料為主，具有明顯的節(jié)約資源優(yōu)勢(shì)，推廣應(yīng)用具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【權(quán)利要求】
1.一種資源節(jié)約型高硼高速鋼復(fù)合軋輥的制備方法，其特征在于，該復(fù)合軋輥由外層高硼高速鋼和中間過(guò)渡層石墨鋼以及輥芯熱軋中碳圓鋼三部分組成，其中外層高硼高速鋼和中間過(guò)渡層石墨鋼通過(guò)離心復(fù)合而成，而過(guò)渡層石墨鋼和輥芯熱軋中碳圓鋼通過(guò)熱裝復(fù)合而成，其具體制備工藝包括以下步驟: ①先在電爐內(nèi)采用廢鋼、高鉻鑄鐵軋輥廢料、高鎳鉻無(wú)限冷硬鑄鐵軋輥廢料和高速鋼軋輥廢料以及硼鐵、鉻鐵、鎢鐵和鑰鐵熔煉外層高硼高速鋼，外層高硼高速鋼鋼水的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:1.5~2.5%C, 0.3~L 0%B, 12~25%Cr, 0.5~3.0%Μο, 0.3~2.0%ff, 0.5 ~1.8%Ni, 0.2 ~1.2%V,〈1.2%Co,〈1.0%Nb,〈1.2%Si,〈1.2%Mn, <0.08%P, <0.05%S,余量為Fe及不可避免雜質(zhì)，外層高硼高速鋼鋼水成分調(diào)整合格后將其溫度升至1580~1600°C，并加入占爐內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5~0.8%的硅鈣鋇合金和0.12~0.25%的金屬鋁脫氧和微合金化，保溫2~3分鐘后，將鋼水出爐到鋼包，鋼水出爐過(guò)程中，將顆粒尺寸5~IOmm的鈦鐵、稀土娃鐵和fL鐵隨鋼水流進(jìn)入鋼包,其中鈦鐵、稀土娃鐵和fL鐵加入量分別占進(jìn)入鋼包內(nèi)鋼水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.20~0.35%,0.35~0.50%和0.15~0.30% ； ②步驟①外層高硼高速鋼鋼水經(jīng)扒渣和靜置后，當(dāng)溫度降至1440~1470°C時(shí)，將其澆入旋轉(zhuǎn)的臥式離心機(jī)上的鑄型內(nèi)，離心機(jī)旋轉(zhuǎn)5~8分鐘后，將中間層石墨鋼鋼水澆入鑄型，中間層石墨鋼鋼水的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:1.4~1.8%C, 1.4~2.0%Si, 0.3~0.9%Mn, 0.3 ~0.6%Cu, 0.03 ~0.06%N, 0.08 ~0.12%V, 0.03 ~0.06%RE, 0.02 ~0.05%Mg, 0.35~0.50%Μο, Ρ〈0.040%, S〈0.035%,余量為Fe及不可避免雜質(zhì)，中間層石墨鋼鋼水的澆注溫度為1460~1490°C，澆注厚度為15~25mm ;當(dāng)中間層石墨鋼鋼水凝固后停機(jī)，取出輥套鑄件，入保溫爐或緩冷坑緩慢冷卻至溫度低于300°C后空冷至室溫； ③步驟②所得輥套鑄件經(jīng)粗加工后，加熱至500~550°C，保溫10~15小時(shí)后，爐冷至溫度為300~350°C時(shí)出爐，與由熱軋中碳圓鋼加工而成的輥芯熱裝復(fù)合，組合成高硼高速鋼復(fù)合軋輥，熱裝復(fù)合的過(guò)盈量為0.12~0.20mm，最后將復(fù)合軋輥精加工至規(guī)定尺寸和精度。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，高鉻鑄鐵軋輥廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:2.30 ~3.30%C, 0.30 ~1.00%Si, 0.50 ~1.20%Mn, P ≤ 0.10%, S ≤ 0.05%, 0.70 ~1.70%Ni, 18.01 ~22.00%Cr, 1.51 ~3.00%Mo, 0.00 ~0.60%V,余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì)。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，高鎳鉻鑄鐵無(wú)限冷硬軋輥廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:2.90~3.60%C, 0.60~1.50%Si, 0.40~1.20%Mn, P ≤ 0.10%, S ≤ 0.05%, 3.01 ~4.80%Ni, 1.00 ~2.00%Cr, 0.20 ~1.00%Mo,余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，高速鋼軋輥廢料的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:1.50 ~2.20%C，0.30 ~1.00%Si，0.40 ~1.20%Mn, 3.00 ~8.00%Cr，0.00 ~1.50%Ni, 2.00 ~8.00%Μο，2.00 ~9.00%V, 0.00 ~8.00%W, 0.00 ~8.00%Co, 0.00 ~5.00%Nb, P≤0.05%, S≤0.05%,余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，硅鈣鋇合金的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:40~45%Si, 10 ~12%Ca, 10 ~12%Ba, ( 0.8%C, ( 0.04%P, ( 0.06%S,余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì)。
6.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，稀土硅鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:27.0~.30.0%RE, 38.0 ~42.0%Si, <3.0%Μη, <5.0%Ca, <3.0%Ti，余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì)。
7.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，釩鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:58~65%V，(.2.0%Si, ^ 2.5%A1, ^ 0.06%C, ^ 0.05%P, ^ 0.05%S, ^0.l%Cu,余量為 Fe及不可避免雜質(zhì)。
8.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，鈦鐵的化學(xué)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:38~42%Ti，(9.00ZoAl, ( 3.0%Si, ( 0.03%S, ( 0.03%P, ( 0.10%C, ( 0.40%Cu, ( 2.5%Mn,余量為 Fe 及不可避免雜質(zhì)。
9.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟(2)離心機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為650~1250rpm。
10.按照權(quán)利要求1- 9的任一方法制備得到的高硼高速鋼復(fù)合軋輥。
【文檔編號(hào)】C22C38/56GK103624084SQ201310585985
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】徐繼亮, 符寒光 申請(qǐng)人:棗莊瑞興機(jī)械制造有限公司