[发明专利]复合变质处理高速钢轧辊制备方法

权利要求书

1.一种复合变质处理高速钢轧辊制备方法，其特征在于，具体工艺步骤如下：

①先在中频感应电炉内熔炼高速钢轧辊材料，并将炉内钢水的化学组成及其质量分数控制在2.32-2.49％C， 4.17-4.33％W， 4.80-4.98％Mo， 9.63-9.85％Cr， 0.48-0.66％Mn， 0.57-0.81％Si， 0.035％S， 0.040％P， 余量Fe；然后将钢水升温至1615-1626℃，保温4-5分钟后，加入占炉内钢水质量分数0.45-0.50％的金属铝进行脱氧和合金化，继续保温5-6分钟后，加入占炉内钢水质量分数3.2-3.5％的硼铁进行合金化，当硼铁完全熔化后，继续将钢水升温至1627-1639℃，然后将钢水出炉到钢包；

②钢水全部进入钢包后，用喂丝机将含有变质剂的合金线喂入钢水内，合金线插入到钢包内钢水下部，合金线头部距离钢包底部距离120-150mm；合金线由低碳钢带和包裹在钢带内的变质剂粉组成；低碳钢带的化学组成及其质量分数为：0.13-0.22％C， 0.20-0.35％Si％， 1.25-1.38％Mn， 4.66-4.80％Ni， 6.28-6.47％Al， 0.03％S， 0.03％P， 余量Fe；合金线直径Φ3-4mm；合金线加入量占进入钢包内钢水质量分数的3.5-4.0％；

③合金线全部加入钢水5-6分钟后，对钢水扒渣处理，当钢水温度降至1442-1457℃时，将钢水浇入高速旋转的离心铸造机上的铸型内，铸型转速880-900rpm；钢水全部进入铸型后，立即喷水冷却铸型外表面，喷水冷却80-100秒后，停止喷水冷却，并将铸型转速调高至1100-1120rpm，旋转3-4分钟后，将铸型转速降至920-940rpm，当高速钢内表面温度为1293-1326℃时，停机在静态下浇注温度为1324-1347℃的辊芯球墨铸铁铁水，浇注完毕并静置20-24小时后，取出轧辊，经清砂打磨后进行粗加工；

④将粗加工后的轧辊重新加热至1030-1045℃，保温2-3小时后，出炉风冷至辊面温度为450-490℃时，重新入炉加热至550-580℃，保温10-12小时后，炉冷至温度为330-350℃，继续入炉加热至520-540℃，保温16-18小时后，炉冷至温度低于120℃，出炉空冷至室温，再精加工至规定尺寸和精度，即可获得复合变质处理高速钢轧辊；

变质剂粉占所述合金线总质量分数的36～38％；变质剂粉由硅钙合金粉、KMnO₄粉、镁包覆纳米ZrN粉、锌粉和稀土硅铁粉组成；硅钙合金粉、KMnO₄粉、镁包覆纳米ZrN粉、锌粉、稀土硅铁粉分别占变质剂粉质量分数的20-22％， 20-22％， 18-20％， 12-15％， 24-26％，硅钙合金粉、稀土硅铁粉、锌粉的尺寸为15-20μm，KMnO₄粉的尺寸为80-100目，ZrN的尺寸为40-70nm；镁占镁包覆纳米ZrN粉质量分数的35-38％。

2.按照权利要求1所述的一种复合变质处理高速钢轧辊制备方法，其特征在于，如上所述硼铁的化学组成及质量分数为：19.89-20.42％B， ≤0.5％C， ≤2％Si， ≤0.5％Al， ≤0.01％S， ≤0.1％P， 余量Fe。

3.按照权利要求1所述的一种复合变质处理高速钢轧辊制备方法，其特征在于，如上所述稀土硅铁粉的化学组成及质量分数为：28.40-29.57％RE， 39.57-40.26％Si， 3.0％Mn， 5.0％Ca， 3.0％Ti，余量为Fe。

4.按照权利要求1所述的一种复合变质处理高速钢轧辊制备方法，其特征在于，如上所述硅钙合金粉的化学组成及质量分数为：42.83-43.39％Si， 15.07-15.41％Ca， ≤0.8％C， ≤0.04％P， ≤0.06％S，余量为Fe。

5.按照权利要求1所述的一种复合变质处理高速钢轧辊制备方法，其特征在于，合金线制造方法是：将低碳钢钢带表皮经轧制机组压制成U型，在线同步向表皮中添加变质剂粉，添加变质剂粉后的表皮在成形辊轧制下合口呈O型断面的合金线毛坯，采用高频焊接在合口处进行焊接，使有缝管成为无缝管，再经逐道拉拔、减径后制备出无缝合金线。

6.按照权利要求1-5任一项所述的方法制备得到的一种复合变质处理高速钢轧辊。