[发明专利]一种资源节约型含硼高速钢复合轧辊及其制备方法

权利要求书

1.一种资源节约型含硼高速钢复合轧辊，由外层和辊芯两部分通过离心复合铸造而成，其特征在于，轧辊辊芯是球墨铸铁；轧辊外层各种原料的加入量为35～40％高速钢轧辊的合金铁屑，20～25％高铬铸铁轧辊的合金铁屑，15～20％高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的合金铁屑，1.0～1.2％低碳锰铁，4～8％钨渣铁合金，1.0～1.5％硼铁，0.15～0.25％钛铁、0.2～0.3％钇基重稀土硅铁合金，0.25～0.30％氮化铬铁，0.2～0.3％镁铝钙合金，余量是低碳废钢片。

2.权利要求1的复合轧辊，其特征在于，轧辊辊芯球墨铸铁具体组成质量分数是3.5～3.8％C，2.4～2.7％Si，Mn＜0.30％，Cr＜0.15％，0.05～0.08％Ti，P＜0.04％，S＜0.03％，0.035～0.055％Mg，0.015～0.035％RE，Fe余量。

3.权利要求1的复合轧辊，其特征在于，高速钢轧辊的合金铁屑的组成的质量百分数为：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％W，≤8.00％Co，≤5.00％Nb，余量Fe；高铬铸铁轧辊的合金铁屑组成的质量百分数为：2.30～3.30％C，0.30～1.00％Si，0.50～1.20％Mn，0.70～1.70％Ni，15～22％Cr，0.7～3.0％Mo，余量Fe；高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的合金铁屑组成的质量百分数为：3.01～4.80％Ni，1.00～2.00％Cr，2.90～3.60％C，0.60～1.50％Si，0.40～1.20％Mn，0.20～1.00％Mo，余量Fe；低碳锰铁组成的质量百分数为：80.0-87.0％Mn，≤0.7％C，≤1.0％Si，P≤0.20％，S≤0.02％，余量Fe；钨渣铁合金组成的质量百分数为：4.0～7.0％W，14～17％Mn，0.4～0.7％Nb，0.05～0.20％Ta，＜0.20％Ti，余量Fe；硼铁组成的质量百分数为：17.0～19.0％B，＜0.5％C，＜3.5％Si，余量Fe；钇基重稀土硅铁合金组成的质量百分数为：35～40％RE，40～45％Si，6～10％Ca，14～18％Fe；氮化铬铁组成的质量百分数为：60～65％Cr，3.5～6.5％N，0.02～0.06％C，0.7～1.5％Si，余量Fe；镁铝钙合金组成的质量百分数为：50～55％Al、4～5％Ca、1.5～2.0％Mg、余量Fe。

4.权利要求1的复合轧辊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：外层含硼高速钢材料的熔炼

①先将高速钢轧辊、高铬铸铁轧辊和高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的合金铁屑、钨渣铁合金、低碳废钢片混合于一体，并在压力机上压实成尺寸为(150～250)mm×(150～250)mm×(150～250)mm的方块，然后将压实的方块放入感应电炉中加热熔化；

②钢水熔清后，当钢水温度达到1550～1580℃时，先加低碳锰铁预脱氧，再用镁铝钙合金终脱氧和微合金化，然后依次加入氮化铬铁、钛铁、硼铁，当钢水温度达到1580～1600℃时出炉；

③将钇基重稀土硅铁合金破碎至粒度为5～12mm的小块，经150～200℃烘干后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行变质处理，同时加入造渣剂，钢水经扒渣后待浇注；

第二步：辊芯球墨铸铁的熔炼

用电炉或冲天炉熔炼辊芯铁水，辊芯选用球墨铸铁，辊芯铁水出炉温度1480～1520℃；

第三步：轧辊复合铸造成形

①先在离心机上浇注外层含硼高速钢钢水，钢水浇注温度为1480～1520℃；

②外层浇注完毕8～16分钟后，用非接触式测温仪测量轧辊外层内表面温度，当温度为1280℃～1320℃时，浇入辊芯球墨铸铁铁水，铁水浇注温度为1300～1350℃；

③辊芯铁水浇注完毕30～48小时后，取出含硼高速钢复合轧辊进保温炉或缓冷坑；

第四步：含硼高速钢复合轧辊热处理和机械加工

①将含硼高速钢复合轧辊先在920～960℃退火，退火保温时间10～15小时，炉冷至温度低于400℃后空冷至室温；

②含硼高速钢复合轧辊经退火后进行粗加工，然后进行淬火处理，淬火过程中先将轧辊加热至1020～1050℃，保温6～12小时后，出炉风冷40～100分钟，辊面温度低于300℃进行回火处理；

③含硼高速钢复合轧辊回火过程中，先将轧辊加热至460～500℃，保温12～18小时后，炉冷至150℃以下，空冷，并在相同工艺下回火两次，最后将轧辊精加工至规定尺寸和精度。