[发明专利]一种亚半高速钢轧辊及其热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种亚半高速钢轧辊，本发明还涉及该亚半高速钢轧辊的热处理生产工艺。

背景技术

轧辊是轧钢机的重要工具及消耗品，属大型装备制造，其产品的产生关键主要是合金成份的组成和强硬度处理，为国际高新技术材料发展的前沿领域，是国家重点发展、扶持的新材料技术产业，产品市场前景广阔，符合国家产业政策。

轧辊制造业是一项高技术含量、高附加值的产业。轧辊是一项集材料、冶金、成型(铸造、锻造、堆焊等)、加工制造、热处理、表面处理、自动控制、检验、检测和使用技术等各门学科技术于一体的产品，并且是上述各门学科先进技术的综合体现，是促进钢铁工业发展的关键技术之一，也是衡量一个国家上述各项技术先进程度和制造技术水平的标志之一。

长期以来，铸钢轧辊仅用在开坯和粗轧辊，实际生产表明，采用钢锭锻制成轧辊时，锻压比很大(约2-4)，并且钢的收得率不高，同时需要大吨位的水压机等关键设备。锻钢轧辊的中心(尤其是大型轧辊)很难锻透的，因此在轧辊的中心区的强度仍是不高的，据有关资料证明，铸钢轧辊通过化学成分的合理匹配，提高合金元素的含量并经过适当的热处理以后，就其强度而言不亚于锻钢轧辊。并采用铸钢轧辊代替锻钢制造支撑辊是完全可能和合理的。也是轧辊制造者的追求。

现代轧机的轧制高效率，轧材高质量的市场需求推动了轧钢业的技术进步，轧制技术的不断发展，促进轧辊制造者不断的研究和开发各种新的轧辊制造材料和轧辊制造技术，在新轧辊材料中，高速钢材料、半高速钢材料在轧辊上的成功应用，作为轧辊制造史上的一次革命得到了世界的广泛关注。

人们已知，对支撑辊的要求，主要是：

①有一定的强度，避免断辊和辊身裂纹；②高的刚度；③高的疲劳强度；④高的抗剥落性；⑤辊身表面有较高的硬度；⑥高的抗表面磨损性能。

由于作为必备消耗品的轧辊，每生产一吨金属制品(含黑色金属和有色金属)根据不同的材质需消耗3-8公斤，即轧辊消耗量为产量的千分之三至八。根据中国钢铁工业协会公布的数据，国内市场目前对轧辊的需求达200万吨，其中高附加值的轧辊每年至少需进口30万吨，市场容量极其巨大。2005年钢产量中特殊钢比为14.2％，特殊钢中合金钢比仅为7.28％，但增长幅度远超过钢铁产量的增长。据了解，从1999年到2003年国内轧辊产量增幅达57％。目前国内高端轧辊市场供不应求。

近二十年来，由于国内轧辊厂的资金投入少，生产设备更新不及时，生产设备单一、落后以及技术落后，加之各厂家对轧辊的基本理论研究不够深入、全面等原因导致我国轧辊制造技术进展十分缓慢，据相关资料介绍我国与国外轧辊行业的差距已经扩大到20年。

高速钢和半高速钢材料轧辊是上世纪80年代由日本研制成功的性能优异的新型轧辊，含碳量≥1.2％，碳和合金元素含量的增加，使材料的组织性能和热处理过程都发生了根本的变化，具体有很高的淬透性和高温硬度，其碳化物以Mc和M6c型为主，硬度高且弥散分布，硬度是HSD60-80，使得其具有高的耐磨性和耐表面粗糙性，具有较高的红硬性和高的高温硬度，用作支撑辊具有较好的稳热定性。

高速钢轧辊与其他材质轧辊相比，有其自身的特点：

1.高速钢轧辊含有较高的钒、铬、钼、钨等合金元素，组织中的碳化物以Mc和M6c型为主，碳化物形态好、硬度高、分布弥散，因而耐磨性好。

2.高速钢轧辊具有良好的稳热性和红硬性，在常规下具有较高的硬度和良好的耐磨性；

3.高速钢轧辊具有良好的淬透性和淬硬性，从辊身表面到工作层内部的硬度几乎不降，从而确保轧辊从外到内具有同等良好的耐磨性。

高速钢和半高速钢轧辊的区别主要是表现在合金元素含量差别上，两者碳元素以及其他形成碳化物合金元素的含量相差近1倍。半高速钢轧辊主要是为了解决钨、钴等合金元素紧缺的矛盾而研制成功的代替高速钢轧辊的新材料。它目前应用于热连轧带钢轧机、中板轧机、型钢万能轧机、轧边机、冷轧机等一系列轧机支撑辊。

但高速钢、半高速钢轧辊的双金属复合的严重不足，复合辊在使用过程中的严重崩块现象；合金元素偏高，造成了合金元素的大大浪费，同时轧辊的制造成本偏高。

发明内容

本发明所要解决的第一技术问题是提供一种强度高、刚度高、疲劳强度高、抗剥落性高、辊身表面有较高的硬度且抗表面磨损性能高的亚半高速钢轧辊。

本发明所要解决的第二技术问题是提供一种解决复合辊使用过程中的严重崩块现象，合金元素的合理配比，大大降低合金元素的浪费，既能满足轧机的使用要求，又大幅度降低了轧辊的制造成本的亚半高速钢轧辊的热处理工艺。