[发明专利]一种合金球墨铸铁轧辊及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及球墨铸铁领域，具体地说是一种合金球墨铸铁轧辊及其制备工艺。

背景技术

球墨铸铁轧辊可以用在各种型钢和板钢的开坯轧机、粗轧机和精轧前的轧机上。其服役特点是轧制温度高、钢锭变形量大，与板坯分离后，轧辊随又要在连续喷水下急速冷却，从而使轧辊表面承受交变的热应力的作用，容易造成辊身表面产生大量的热裂纹。因此，轧辊需要兼有高的强度与韧性，良好的耐磨性以提高其轧制量，较好的抗热疲劳性能以提高其耐热性。

现有技术中，当球墨铸铁厚度较小时，其硬度可以超过300HBW，但是当球墨铸铁的厚度大于200mm，特别是壁厚达到500mm时，硬度就很难超过300HBW，并且硬度不均很难达到使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合金球墨铸铁轧辊及其制备工艺，该合金球墨铸铁轧辊硬度HBW300以上，轧辊表面硬度任意点间的硬度值相差不大于20HBW。

本发明的具体的技术方案为：一种合金球墨铸铁轧辊，所述的合金球墨铸铁轧辊的直径厚度为205-500mm，合金球墨铸铁轧辊硬度HBW300以上，表面硬度任意点间的硬度值相差不得大于20HBW，由以下组分及制备工艺制备而成：

C：3.50～3.60wt%；Si：2.1～2.3 wt%；Mn：0.5～0.8 wt%； Cr：0.2～0.3 wt%；Mo：0.4～0.6 wt%；Cu：0.7～0.8 wt%；Sb：0.006~0.009wt%；P：≤0.030wt%；S：≤0.010wt%；RE：≤0.010wt%；Mg：0.035～0.045wt%，余量铁以及不可除杂质；

所述制备工艺如下：

步骤1：熔炼，将原料在电炉中熔炼, 熔炼时控制原料中Ti≤0.020wt%；

步骤2：球化，将熔炼后的金属液温度达到1440～1450℃时出炉进行球化处理，采用的球化剂为重稀土球化剂和轻稀土球化剂，其中，所述重稀土球化剂和轻稀土球化剂的重量比为7~6:3~4，球化剂的用量为步骤1中的原料总量的1.2wt%；

步骤3：浇注，将球化处理后的金属液温度达到1350℃～1360℃时浇注得到轧辊；

步骤4：热处理，将轧辊装炉在升温阶段控制升温速率：60℃/h，在650℃时保温2.5h，最后升温880℃～920℃，保温4小时，然后喷雾冷却20分钟，吹风冷却2～4小时，580℃～600℃回火，保温5小时，炉冷即得合金球墨铸铁轧辊。

在上述的合金球墨铸铁轧辊中，由以下组分组成：C：3.55%；Si：2.23wt%；Mn：0.74wt%； Cr：0.20 wt%；Mo：0.44 wt%；Cu：0.78 wt%；Sb：0.0075wt%；P：0.021wt%；S：0.008wt%；RE：0.0057wt%；Mg：0.045wt%，余量铁以及不可除杂质。

同时，本发明还公开了上述的合金球墨铸铁轧辊的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1：熔炼，将原料在电炉中熔炼，熔炼时控制原料中Ti≤0.020wt%；

步骤2：球化，将熔炼后的金属液温度达到1440～1450℃时出炉进行球化处理，采用的球化剂为重稀土球化剂和轻稀土球化剂，其中，所述重稀土球化剂和轻稀土球化剂的重量比为7~6:3~4，球化剂的用量为步骤1中的原料总量的1.2wt%；

步骤3：浇注，将球化处理后的金属液温度达到1350℃~1360℃时浇注得到轧辊；

步骤4：热处理，将轧辊装炉在升温阶段控制升温速率60℃/h，在650℃时保温2.5h，最后升温880℃～920℃，保温4小时，然后喷雾冷却20分钟，吹风冷却2～4小时，580℃～600℃回火，保温5小时，炉冷即得合金球墨铸铁轧辊。

在上述的合金球墨铸铁轧辊的制备工艺中，步骤1中，熔炼温度小于1540℃~1550℃，原料融化完成后，在1500℃时静置一段时间后除去上浮的杂质。

优选地，重稀土球化剂的组份为Mg：5.67wt%；Si：46.67 wt %；Ca：1.08 wt %；Y：1.02 wt %；Al：0.35 wt %；轻稀土球化剂的组份为Mg：5.88wt%；Si：45.43 wt %；Ca：1.02 wt %；Ce：0.42 wt%；Al：0.42 wt%。

在上述的合金球墨铸铁轧辊的制备工艺中，所述的球化处理的工艺为堤坝式球化包冲入法球化工艺。

在上述的合金球墨铸铁轧辊的制备工艺中，在浇注时，加入0.12%粒度为0.2～0.7mm的硫氧孕育剂进行随流孕育处理。