[发明专利]一种离心铸造的易切削高速钢轧辊制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种离心铸造的易切削高速钢轧辊制造工艺，属于冶金轧辊制造技术领域。

背景技术

轧辊质量直接影响冶金产品的内在质量和规格尺寸。高速钢轧辊应用于轧制行业是近30多年的事情。1988年日本首先开始采用高速钢轧辊，美国在90年代初开始引入高速钢轧辊，欧洲起步相对较晚但发展很快。使用高速钢轧辊，使轧辊单槽轧制产量提高了3-4倍，使轧件尺寸精度提高的同时延长作业时间，减少换辊次数，给轧制生产带来了显著的经济效益。高速钢轧辊的性价比已经得到冶金行业广泛认可，使用量不断提高，经济效益显著。在我国，高速钢轧辊也在本世纪初开始应用，只是由于价格原因没有大面积推广。但是性价比方面的优势显然起到了重要作用，高速钢轧辊的使用也越来越普遍。尤其是棒线材生产线，高速钢轧辊的优势更加明显。我国高速钢材料可以分为两种系列：一是机械行业广泛使用的工具高速钢（THSS——Tools with high speed steel）——制作量具、刃具、模具，以淬透性、红硬性、韧性作为主要突出性能特点的传统高速钢，是以合金元素含量高、含碳量在1.5%以下两个方面区别于冶金行业使用的轧辊用高速钢。轧辊高速钢(RHSS——High speed steel roll)——合金元素含量低于传统高速钢，而含碳量范围可以扩大到2.5%范围的以耐磨性为主、以热稳定性为辅的高碳高速钢系列。在80年代末期日本开始使用的高速钢轧辊的成分，介于目前工具高速钢和轧辊高速钢之间。由于成本的原因和制造方面的问题，轧辊高速钢的成分逐渐演变到目前的轧辊高速钢的成分范围（见国标GB/T1503-2008铸钢轧辊Cast steel rolls）。

目前背景技术存在的问题是：高速钢轧辊由于自身的高硬度，使高速钢轧辊的加工、修复变得异常困难。我国第一代高速钢轧辊可以用硬质合金刀具以很低的效率加工孔型（加工规格为Ф380×520的棒材成品机架上的高速钢轧辊，需要两个班或者三个班的工作时间完成一支轧辊的孔型，而普通轧辊相同的孔型一个班加工几个轧辊），但是随着轧制工艺要求不断提高，高速钢轧辊的硬度提高到85HSD以上，甚至90HSD或者更高（上述国家标准1503-2008给出的高速钢轧辊硬度范围是75-95HSD）。这样，不仅高级硬质合金刀具（如YG8、YG6等）加工不了，而且用立方氮化硼（CBN，这是目前加工黑色金属材料最好的刀具）刀具加工都已经非常困难了；本领域急需一种具有高速钢轧制能力，又有容易切削加工的高速钢轧辊。

发明内容

本发明目的是提供一种离心铸造的易切削高速钢轧辊制造工艺，生产的易切削高速钢在加工性能方面得到改善，可以减少高速钢轧辊加工难度和加工周期，节约工时和刀具，具有显著的经济效益，解决背景技术中存在的问题。

本发明的技术方案是：

一种离心铸造的易切削高速钢轧辊制造工艺，包含如下工艺步骤：

①身材质化学成分

辊身即指轧辊的工作部分也是离心铸造层，采用含碳量1.2-2.8%，硅含量1.2-2.5%，锰含量0.3-0.8%，磷含量小于0.05%，硫含量小于0.04%，其余合金元素W、Mo、V、Cr、Nb、Ti、Ni、Al分别为2-6%、2-6%、2-7%、3-5%、0.3-1.5%、0.1-0.5%、0-2%、0-4%材质，以保证离心铸造状态及随后的热处理过程中得到含有石墨的高速钢基体；

②模具参数

铁模厚度/外层铁水浇注厚度＞1.25，直径的加工余量25-40mm，长度的加工余量30-50mm，壁厚120-220mm，以确定模具外径；针对不同直径的轧辊，模具的外径和子口形成系列，便于制作及端盖互换；

底箱、冒口箱内径的吃砂量30-120mm，壁厚40-60mm，

端盖、铁模、底箱、冒口箱子针对不同直径轧辊形成系列，便于互换；

端盖样子、底箱样子、冒口样子直径方向加工余量20-40mm，起模斜度为30′-2°；

铁模经涂刷涂料、覆膜砂涂覆之后，烘烤至150℃-250℃，放置离心机上转动，准备浇注；

③工作层高速钢水的石墨化处理

经熔炼，达到浇注温度要求和成分要求的工作层金属液，采用Ca-Mg-Re-Si-Ti复合孕育剂，加入量为钢水量的0.15-0.25%，质量比，块度3-12mm，出钢前放置包底；

④芯部球墨铸铁材料的球化处理