[发明专利]一种离心辊环毛坯组合工装铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种离心辊环毛坯的生产方法，尤其是一种离心辊环毛坯组合工装铸造方法。

背景技术

离心辊环主要用于热轧无缝钢管脱管、定径机架，一般为珠光体材质，要求高耐磨性及热稳定性。常规离心辊环生产工艺为生产平辊毛坯，再加工出成品形状，该方式存在以下问题：

①常规工装为整体铸造毛坯，工装结构设为外围冷型和上、下端盖，离心辊环铸型为金属型，但金属型的冷却能力是有限的，由于辊环孔型有一定深度，靠近冷型的部分，铁水受冷型激冷影响组织性能较好，而冷型激冷的区域是有限度的，超过激冷区域后，铁水散热慢，组织相对变得粗大，因此易造成辊环孔型组织硬度的不均匀，耐磨性下降，影响产品的使用性能。

②由于毛坯为平辊，导致辊环毛净比大，制作成本高。

发明内容

本发明的目的为克服上述不足之处，而提供一种离心辊环毛坯组合工装铸造方法，提高辊环使用性能，降低制作成本。

本发明采用的技术方案是：包括以下步骤：

①工装设计制作：

工装结构设为外围冷型、上、下端盖和金属型孔型上环、下环，孔型上环、下环的内端面设有与辊环外斜面形状相应的锥度，根据辊环成品尺寸，孔型上环、下环予留一定的加工余量，孔型环与冷型均采用灰铸铁材质；

②铁水采用中频炉熔炼；

③工装组合过程：

将孔型环与冷型及上、下端盖在干燥窑进行干燥，干燥后在孔型环与冷型内表面挂一定厚度的涂料，将孔型环与冷型及上下端盖组合在一起，形成完整的组合工装；

④毛坯浇注：

首先将组合好的工装安装在离心机上，离心转速达到工艺要求，然后将合格铁水由熔炼炉倒入浇包中，最后在铁水温度达到工艺要求进行浇注，由浇包浇入组合工装中；铁水在工装中凝固一定时间后，将毛坯从工装中取出即可进行精整等后续工序。

本发明离心辊环工装由常规整体工装改为分体组合工装，由上下端盖、上下孔型环与外围冷型组合的工装结构，可直接铸出辊环外斜面部分，由于工装是孔型环与冷型组合，孔型环与辊环外斜面形状相近，孔型环用金属型并且有一定的壁厚，增加了铁水与铸型的接触面积，加快了接触铁水的冷却，细化了基体组织，提高了孔型组织硬度的均匀性，使辊环性能得以提高；由于工装是组合方式，降低了辊环毛净比，外冷型损耗下降，孔型环损坏后只须重新定做即可，而且孔型环重量较小，这样在生产过程中减少了工装的损耗，降低了工装制作成本。离心辊环组合工装铸造技术在生产实践中已开始实施，为天津钢管公司生产的辊环产品hTC48401及hTC49505现已全部采用该生产方法，辊环孔型硬度由改进前的HSD55～58提高到HSD59～62。本发明可用于热轧无缝钢管轧机的辊环生产。

附图说明

图1为本发明的组合工装图。

图2为图1所示组合工装生产的毛坯与成品对比图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明工装结构设为外围冷型1、上、下端盖21、22和金属型孔型上环31、下环32，孔型上环31、下环32的内端面33设有与辊环外斜面形状相应的锥度，根据辊环成品尺寸，孔型上环、下环予留一定的加工余量，孔型环与冷型均采用灰铸铁材质；

产品规格：Φ484/Φ160×265mm；工作层：硬度HSD55-65；工作层厚度≥100mm；

铸造方法：

(1)按照成品尺寸进行工装设计：

上、下孔型环与外围冷型组合组成A1、B1、C1、D1面，保证辊环成品外斜面A2、B2、C2、D2的加工余量：

A2、D2点径向加工余量为：22mm

A2、D2点轴向加工余量为：25mm

B2、C2点径向加工余量为：23mm

B2、C2点轴向加工余量为：6.0mm

(2)、将孔型上环、下环与冷型及上、下端盖在干燥窑进行干燥，干燥温度500～600℃，干燥时间8～10h；

(3)、将干燥后的孔型环与冷型内表面挂涂料，涂料厚度1.0～5.0mm；

(4)、将孔型上环、下环与冷型及上、下端盖组合在一起，形成完整的组合工装；

(5)、将组合工装安装在离心机上，离心机转数选择为600rpm；

(6)、外层、芯部铁水分别由两台电炉同时熔化，将普通废钢、生铁、钼铁、铬铁、镍板、硅铁、锰铁按下述成分混合放入炉中加热熔化：

该辊环的化学成分是(重量％)：

a、外层成分：

C：3.0～3.8、                    P<0.20、