[发明专利]一种适用于短流程无头轧制成品机架的工作辊及制造方法

权利要求书

1.一种适用于短流程无头轧制成品机架的工作辊，包括辊颈和由工作层、芯部构成的辊身，其特征在于：工作层的化学成分为：C：3.2-3.7%，Si ：0.6～1.2%，Mn：0.5～1.0%，Ni：3.50～4.50%，Cr：1.0～2.5%，Mo：0.4～1.0%，0.2%≤V+Nb≤0.3%，Zr：0.05～0.15%，其余为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种适用于短流程无头轧制成品机架的工作辊，其特征在于：采用V、Nb、Zr多元合金进行微合金化处理，0.2%≤V+Nb≤0.3%表示可以加入V、Nb中的一种或者两种。

3.采用权利要求1所述的一种适用于短流程无头轧制成品机架工作辊的制造方法，其特征在于：主要包括熔炼、孕育变质处理、离心浇注外层和填芯、热处理步骤，具体包括如下步骤：

a）熔炼：按辊身工作层的化学组分以生铁、废钢配以合金为原料，在中频感应炉中进行冶炼；在炉内进行V、Nb合金的微合金处理，其中微量合金Nb在熔炼开始时加入，微量合金V在出炉前加入；出炉过程随流添加孕育剂和Zr合金粒；

b）离心浇注外层：辊身工作层采用离心方式变速浇注，浇注时离心机转速600-750转/分钟，浇注过程前1/3铁水快速填入模具，第二个1/3铁水保持缓慢浇注，最后1/3铁水大流浇注；

c）填芯浇注及冒口浇注

外层模具内部采用热电偶实时测温，当温度降低至1000-1150℃时，离心机转速降低至100-200转/分钟，开始填充处理好的芯部铁水；芯部铁水填充完毕后，整体吊出离心机，合冒口箱，补充冒口铁水；

d）铸后控制冷却

待铸件冷却至300-600℃时，转运至缓冷坑，缓慢冷却一段时间；铸件冷却至300℃以下时，打开砂箱取出铸件，清砂后转热处理炉；

e）热处理

热处理在低温台车式电阻炉内进行，采用一段回火工艺，回火温度450-530℃，回火时间共计25-60小时。

4.根据权利要求3所述的一种适用于短流程无头轧制成品机架工作辊的制造方法，其特征在于：所述步骤a）中的冶炼温度为1400℃～1500℃；微量合金V加入时间为距出炉时间在20-40分钟之间；微量元素 Zr 的加入方式为在铁水出炉过程随流冲锆合金粒，粒度要求＜3mm；孕育剂添加量为铁液重量的0.2-0.6%。

5.根据权利要求3所述的一种适用于短流程无头轧制成品机架工作辊的制造方法，其特征在于：所述步骤b）中浇注时前1/3、第二个1/3和最后1/3铁水的浇注时间分别占总浇注时间的1/4、1/2、1/4。

6.根据权利要求3所述的一种适用于短流程无头轧制成品机架工作辊的制造方法，其特征在于：所述步骤c）中填充芯部铁水时离心机一直保持100-200转/分钟的转速。

7.根据权利要求3所述的一种适用于短流程无头轧制成品机架工作辊的制造方法，其特征在于：所述步骤d）中缓慢冷却的时间为24～48小时。

8.根据权利要求3所述的一种适用于短流程无头轧制成品机架工作辊的制造方法，其特征在于：轧辊碳化物形态以孤立的大块状共晶碳化物为主，同时基体中含颗粒状及细棒状V、Nb碳化物，碳化物总量高达30-35%；另外Zr元素的加入显著改善材质的韧性，所述工作辊材质较常规材质耐磨性和韧性均提高20%以上，辊身硬度达到HSD80-85。