[发明专利]一种棒线材用均质导辊及其加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种棒线材均质导辊及其加工工艺。

背景技术

导卫辊作为导卫装置中最关键的零件，对实现导卫功能起着重要作用。实际生产中，导卫辊工作面过红钢，受红钢的挤压、磨损，并在热负荷和水冷作用下工作，这就要求导卫辊具有很好的红硬性、耐磨性、抗热疲劳性等综合性能。常用的高速棒线材精轧机导卫辊为高铬铸钢导卫辊，因其磨损过快过多或产生疲劳裂纹而失效需频繁更换导卫装置，通常其使用寿命为8h，不仅影响了棒线材的生产效率，还导致备件消耗成本偏高。

决定导卫辊寿命的关键因素是导卫辊工作层面材料的组织性能，解决传统导卫辊材料在服役时出现的磨损严重、裂纹和断裂失效的问题。通常整体铸造材料难以同时满足硬度和韧性的综合要求，而离心铸件经过楔横轧变形后完全可以满足用户对导卫辊材料“外硬内软”的要求。与传统铸造、切削零件成形工艺比较，它具有生产效率高，节约材料率20％，生产成本低30％左右等优点。

发明内容

本发明针对现有棒线材导辊耐磨性不足，寿命低，提供一种含Ni、Cr、W和少量稀土Yb的合金钢导辊，采用离心铸造工艺+楔横轧工艺的技术，生产一种组织均匀致密、高温强度好、热疲劳性能优异的导辊。通过适量的合金元素保证导辊的高温强度，利用离心铸造技术，确保铸件组织内无大型夹杂、孔洞和疏松等缺陷，组织均匀。并对离心铸件进行楔横轧成形，通过塑性变形，提高导辊表面强度、耐热疲劳性等。

本发明采用的技术方案如下：

一种棒线材用均质导辊，其特征在于，是由以下重量组分材料加工而成：

C   0.75％～0.9％，

Si  0.4％～0.55％，

Mn  0.4％～0.55％，

Cr  11.0％～12.5％，

Ni  17％～18.5％，

W   3.0％～3.5％，

Yb  0.05％～0.1％，

余量为铁及不可避免的微量杂质。

本发明在成分设计上遵循节约合金元素、满足优异性能的原则，利用原有低合金钢的相关组织结构、性能指标，除调整了C、Cr、Ni、W等元素含量以外，还添加了稀土Yb，通过Yb净化钢液，去除结晶组织中晶界富集的有害杂质，细化晶粒，改善铸件组织，提高综合性能。此外，添加的钴元素能将镍、铁合金组成中其它金属碳化物晶粒结合在一起，使合金具更高的韧性，并减少对冲击的敏感性能。

棒线材用均质导辊的加工工艺，包括配料、热熔、离心浇铸，其特征在于，浇铸前，将待浇圆坯模具轴向与离心机主轴相互垂直；浇铸时，金属液顺序进入圆坯模具型腔，离心铸造机转速不低于150r/min，待钢液全部注入模具型腔，在150～200r/min内调整离心铸造机转速。

进一步，还包括楔横轧成形工艺，离心铸坯下料后，通过中频炉补热至1000±20℃，再进行楔横轧精密成形成一根含有多个带凹槽或凸起的轴辊，然后堆冷、轴辊锯切成多个导辊、包装。

进一步，带凹槽的辊轴毛坯最大直径范围为60～100mm，凸起之间的凹槽中心直径为40～80mm。

本发明由于成分设计合理，离心铸造工艺先进，保证了导辊的硬度、高温强度、耐热疲劳性能等，具有组织均匀致密、高温强度好、热疲劳性能优异的优点。本楔横轧导辊的寿命可提高至国内外同类产品的2倍左右，大幅度地降低了综合成本，经济效益可观。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明加工的一种轴辊的楔模具展开图。

图2是本发明加工的一种轴辊成品的示意图。

具体实施方式

按照表1所示的原料配方进行加工生产，经过配料、热熔、离心浇铸制作高速棒线材导辊坯料。

表1均质导辊的坯料组分和含量(wt.％)

按照实施例1-7配方经过配料、热熔、离心浇铸、楔横轧成形工艺如下：