[发明专利]整体铸钢支承辊

说明书

技术领域

本发明是对整体铸钢支承辊材质及淬火方式的改进，尤其涉及一种芯轴组织致密、强韧性更好的整体铸钢支承辊。

背景技术

支承辊向工作辊提供强大轧制力，因而要求支承辊辊身工作层具备高硬度、高耐磨；芯轴要求具备高强度、高韧性。现有技术支承辊一种是采用同种材质例如50Cr5MoV铸造，然后通过整体热处理获得辊身工作层和芯轴不同性能。然而对于同一种材质，通过整体热处理要获得内外不同性能要求，客观上难以做到同时满足辊身工作层与芯轴不同性能要求。实际现有技术热处理中更多是优先考虑满足辊身工作层性能要求，这样必然导致芯轴强度降低，造成断辊几率增高，直接影响支承辊使用寿命。此外，该材质整体热处理后，辊身工作层硬度还不够高，只有62-68HSD，而且辊身工作层硬落差大≥1HSD/cm，也影响使用寿命。晶粒粗大，有部分珠光体组织图1。

中国专利CN101480663高合金离心复合铸钢支承辊，采用铸钢与铸铁复合结构，工作层由铸钢组成(wt%)：C 0.40～0.50，Si 0.30～0.60，Mn 0.40～0.80，P≤0.035，S≤0.030，Cr 3.50～4.50，Ni 0.20～1.00，Mo 0.20～0.50，其余为钢及不可避免杂质；芯部由球铁组成(wt%)：C 3.00～3.60，Si 1.70～2.70，Mn 0.20～1.00，P≤0.08，S≤0.01，Re 0.01～0.04，Mg 0.03～0.08，Cr≤1.00，Ni≤1.00，Mo≤1.00，Cu≤1.00，V≤0.10，其余为铁及不可避免杂质。此复合支承辊，虽然根据工作层和芯部要求不同，分别选用各自适合的材质，但复合结构，一是离心浇铸复合过程中两种不同材料，容易产生冶金结合不良，在使用过程中容易造成工作层剥落；二是芯部铁基材料，其强度相对钢基较低，仍然容易断辊。

上述不足仍有值得改进的地方。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种采用同种材质，且能同时满足工作层和芯部各自使用要求的整体铸钢支承辊。

本发明目的实现，主要改进一是通过对现有50Cr5MoV合金成分的改进，增加Ca、B、Ti元素，使铸坯晶粒细化，组织致密，材料淬透好；二是热处理由整体热处理改为采用差温淬火方式，通过差温淬火使工作层硬度得到提高，而由于淬火温度基本不进入芯部，因而基本不影响芯轴部性能，达到既提高工作层性能，而又不影响芯部性能，从而克服现有技术不足，实现本发明目的。具体说，本发明整体铸钢支承辊，包括由同一铸钢材料浇铸成型及热处理，其特征所说铸钢材料组成(wt%)为：C0.4-0.6，Si:0.3-0.6，P≤0.03，S≤0.02，Ni:≤0.3，Cr4.8-5.2，Mo0.5-0.7，V0.1-0.2，Ti0.1-0.2，B0.005-0.1，Ca0.01-0.03，Mn0.6-0.9，其余为铁及不可避免杂质；所说热处理为采用差温炉快速加热辊身，在工作层温度达到淬火要求后淬火。

在详细说明前，先通过对发明能够达到的基本功能及效果作一介绍，以使本领域技术人员对本专利技术方案及达到基本效果有一个明确了解。

本发明采用改进的铸钢材料，在50Cr5MoV中增加Ca，B、Ti元素，增加Ca可使钢液中夹杂物的形态由原来的不规则块状变成球状，有利于钢液中夹杂物的上浮排出净化钢液，其次，球形夹杂物在材料中对基体的割离作用小，提高了材料的组织完整性，提高材料的强度和韧性，此外加入钙化合物还提高了材料的形核率，细化了晶粒。增加元素B，增加了材料的淬透性，相应提高了材料的硬度和耐磨性。增加元素Ti，在材料中形成高硬钛的碳化物，增加了材料的耐磨性，减少了工作层中径向硬度落差。因而总体上提高了材料的强度、韧性和耐磨性。差温淬火方式，由于是在差温炉(塞拉氏炉)中实现工作层的快速升温，使得外部工作层满足淬火要求(例如900-950℃)，而内层芯轴达不到相变温度，组织不发生变化，因而淬火基本不影响芯轴性能，确保了芯轴强度。

本发明工作层淬火温度可以采用现有技术方式及工艺参数。为得到更好的工作层性能，一种更好的淬火工艺参数为：升温速率≥300℃/小时，淬火时辊身冷却速度≥1.5℃/秒。快速升温既能满足辊身工作层淬火要求，而对芯轴性能影响更小；快速冷却，有利于辊身淬硬。