[发明专利]高等级高强中厚板轧制用工作辊及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轧辊及其制造方法，具体涉及一种适用于轧钢行业的中厚板轧机用的镍铬钼无限冷硬铸铁的新材质、高等级、高强度中厚板轧制用的工作辊及其制造方法。

背景技术

中厚板是国民经济的重要钢材品种，广泛用于舰船、管线、军工等特种领域，市场需求量大，尤其是X70以上的管线钢、屈服强度500MPa以上的高强度船板以及航空母舰、潜艇等用的高强度、高韧性、良好抗层状撕裂性的特厚钢板。目前由于国内生产能力和技术水平相对落后，此种仍需大量进口。

轧制中厚板用的工作辊一般采用镍铬钼无限冷硬铸铁材质，俗称高镍铬材质。如中国专利文献ZL94111491.0就公开了上述的一种铸铁复合轧辊，辊身工作层材料为镍铬钼合金铸铁，辊芯材料为镍铬钼低合金铸铁或灰铸铁。辊身工作层的成份C：3.00～3.50％，Si：0.60～1.20％，Mn：0.30～0.80％，Ni：3.00～4.50％，Cr：0.60～1.50％，Mo：0.60～1.20％；其辊芯的成分为：C：3.00～3.50％，Si：1.50～3.00％，Mn：0.30～0.80％，Cr≤0.50％，Ni≤1.00％，Mo≤0.50％。随着轧制技术的进步，尤其是轧制高等级、高强度、高韧性板材的需求，传统的高镍铬材质，在使用过程中表现出耐磨性差，工作层会在使用过程中被磨损而减薄，造成在线磨损严重，辊型保持能力差，难以保证板材尺寸精度和板形要求；同时由于中厚板轧辊工作层厚度大，工作层内硬度降落和耐磨性变化很大，使用到中后期轧辊的磨损程度急剧加大，轧辊表面会出现剥落、掉块，影响所轧制的钢板板面质量。中厚板轧制用工作辊使用在单、双机架中、宽厚板轧机上，工作时采用往返轧制。往返式轧制对轧辊的机械冲击大，辊面热裂纹较多、较深。在轧制高强板时，轧制变形抗力大，轧制力可达10000吨甚至更高，且中厚板轧辊辊颈属特大断面球铁，辊颈的抗拉强度是制造的一个难点。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是克服上述已有技术的不足，提供一种耐磨性能好、硬度降落小的高等级、高强中厚板轧制用工作辊。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

高等级高强中厚板轧制用工作辊，包括工作层材料为合金铸铁的辊身和材料为铸铁的辊芯，工作层的各合金成分及重量百分含量为C：3.00-3.50％，Si：0.40-1.20％，Mn：0.50-1.20％，P≤0.10％；S≤0.05％，Cr：1.30-2.50％，Ni：3.20-4.50％，Mo：0.20-1.00％，W：0.20-2.00％，V：1.00-1.50％，其余为Fe和不可避免的杂质；辊芯的化学成分及重量百分数为C：2.80-3.50％，Si：2.00-2.50％，Mn：0.50-1.00％，P≤0.10％，S≤0.05％，Cr：0.20-0.50％，Ni：0.20-0.60％，Mo≤0.20％，Mg≥0.30％，其余为Fe和不可避免的杂质。

上述高等级高强中厚板轧制用工作辊的制造方法，主要包括

离心铸造，使用的卧式离心铸造工艺将上述工作层和辊芯的二种不同性能的金属材料结合在一起，首先将工作层、辊芯材料的铁水在中频熔炼炉内分别熔炼，当二种成份的铁水均满足要求时分别将铁水升温，在温度达到离心浇注温度时，首先将工作层铁水放入浇包内并进行变质处理，变质处理后将铁水浇注到高速旋转的离心机铸型内，轧辊的工作层高合金铁水在离心力的作用下结晶凝固，当工作层铁水完全凝固后迅速停机，将已经凝固的工作层连同铸型一起从离心机上吊起并与底箱、冒口箱组合在一起，同时将作为辊芯的铁水浇入浇包内进行复合球化处理并调整到适宜浇注的温度，然后采用顶注法将辊芯铁水浇注到工作层的空腔中，从而实现二种不同成份、性能铁水良好的冶金结合；

加工及探伤，轧辊脱模后进行辊身加工并进行结合层探伤检测；

热处理，将探伤检测合格的产品装进低温台车式电阻炉内进行二段回火处理，二段回火温度分别为400-550℃，二段回火时间分别为25～30h。此回火温度范围可以根据辊面的硬度要求的高低而进行适当的调整。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明高等级高强中厚板轧制用工作辊的使用，能够较好的满足轧制高等级管线钢、航空母舰、潜艇等用的高强度、高韧性板材的需求。轧辊的耐磨性、辊型保持能力得到了大幅的改善，产品耐磨性能提高20％以上，有效减少了吨钢轧辊消耗，降低了采购成本。