[发明专利]一种型钢轨梁万能轧机高速钢辊环及其制备方法

说明书

本发明公开了一种型钢轨梁万能轧机高速钢辊环及其制备方法，所述辊环为两层离心复合结构，外层材质为高速钢，芯部材质为石墨钢；本发明制备出的万能水平辊环、立辊环组织细小，碳化物弥散度高，相对耐磨性达到常规半钢辊环的5倍以上。

技术领域

本发明涉及一种型钢轨梁万能轧机高速钢辊环及其制备方法，属于高性能材料技术领域。

背景技术

随着型钢厂轧制产量和生产效率的不断提高，对辊环综合性能提出了更高的要求，现有技术中，常规半钢万能辊环出现在机周期短、下机辊面粗糙的问题，严重制约了型钢轧线产能提升。高速钢材质具有高耐磨、红硬性良好的特点，同时，针对型钢轨梁万能辊环外层厚度大，铸造及热处理工序均容易发生开裂的问题，需针对万能辊环设计专用高速钢材质及制备工艺。

如何设计合理的高速钢万能辊环化学成分范围，如何确定制备工艺，都是开发高速钢万能辊环的关键。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种型钢轨梁万能轧机高速钢辊环及其制备方法，能够提高型钢轨梁用万能辊环的耐磨性，改善辊环下机辊面质量，提升轧辊质量，降低轧辊消耗量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种型钢轨梁万能轧机高速钢辊环，所述辊环为两层离心复合结构，外层材质为高速钢，芯部材质为石墨钢；

所述外层高速钢化学成分范围：C：0.90～1.60，Si：0.30～1.00，Mn：0.50～0.80，P≤0.05，S≤0.05，Cr：4.00～8.00，Ni：0.3～1.20，Mo：2.00～8.00，V：3.00～8.00，W：0.50～1.50，Nb：0.20～1.00，其他杂质元素Cu+Mg+Ti≤0.50；

芯部石墨钢化学成分范围：C：1.20～1.50，Si：1.40～2.00，Mn：0.60～1.30，P≤0.05，S≤005，Cr：≤1.00，Ni≤2.00，Mo：≤1.00。

本发明技术方案的进一步改进在于：包括如下制备方法：

步骤A：利用电磁感应炉熔炼高速钢水及芯部石墨钢水，外层高速钢水温度达到一定温度后出炉，在型腔内离心浇注外层高速钢，型腔温度达到1100～1150℃时浇注芯部石墨钢水，完成浇注；

步骤B：浇注完毕一段时间后即进行开箱取出毛坯辊环，迅速放入高温电阻炉内进行保温；

步骤C：保温结束后以一定的速度进行降温，达到室温即可进行卸炉；

步骤D：对毛坯辊环进行粗加工后得到粗加工辊环，辊环外圆直径方向留量10～20mm，内孔直径方向留量20～30mm，高度方向留量10～20mm；

步骤E：先对粗加工辊环内孔用陶瓷纤维进行封堵，然后进行热处理即可。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤A中外层高速钢水温度达到1600～1650℃出炉，在1400～1450℃时进行离心浇注。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤A中芯部石墨钢水在外层高速钢水浇注完毕后即进行出钢。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤A中芯部石墨钢水出钢温度为1650～1700℃，浇注温度为1500～1550℃。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤B中开箱为冷开箱或热开箱；

所述热开箱为浇注完毕10～15h后即进行开箱，红热状态的毛坯辊环在30min内放入高温电阻炉内进行保温；

所述冷开箱为浇注完毕后冷型外围包裹陶瓷纤维，150～200h后进行冷开箱，冷开箱后以5～15℃/h升温速率升温至保温温度进行保温。