[发明专利]高性能复合辊轴制造工艺及设备

摘要

本发明公开了一种高性能复合辊轴制造工艺及设备，采用感应加热器对安装在组合式水冷结晶器内的芯棒进行整体加热到840～1100℃时，浇入辊轴工作层熔液，继续加热10～50分钟，启动升降装置将加热器以一定速度向上提升，经5～15分钟升到保温圈停止，继续加热10～50分钟，对冒口进行补缩，停止加热后通水冷却30分钟～24小时。本发明制造复合辊轴时，可控工艺参数少，复合层界面易于控制，工艺简单，效率高，电耗小，成本低，复合层无成分偏析，辊轴使用寿命长。克服了离心法易产生组织偏析缺陷，解决了CPC法、ESR法生产工艺复杂、成本高的不足。

主权项

一种高性能复合辊轴制造工艺，其特征在于：首先将制造好的所需尺寸的辊轴芯棒表面进行除油、除锈处理后，在其表面均匀涂覆一层防氧化涂料，放入加热炉内进行预热到500℃～700℃后，通过支承底座、底水箱和浇注底板的中心圆孔固定在结晶器的中心，启动区域定向凝固升降装置，将电磁感应加热器下降到结晶器的底部，打开水冷结晶器和底水箱的进出水管，启动电磁感应加热电源，通过安装在水冷结晶器外部的感应加热器对芯棒进行表面加热，待加热到820℃～1100℃后，将冶炼好的所需复合成分的辊轴外层金属液倒入浇注包内，将浇注包内的金属液按照所预定的浇注程序通过浇注漏斗、中注管、浇铸流道浇入结晶器内与辊轴芯棒之间的空隙中，在浇注过程中，电磁感应加热器不停止加热，金属液浇注完毕后，感应加热器继续进行加热10～50分钟，使所浇注的金属液在一定的时间内保持液态，使界面形成冶金结合，启动区域定向凝固升降装置将电磁感应加热器以一定的速度向上提升，逐步脱离电磁感应加热的辊轴复合层由下向上逐层顺序凝固，并根据质量要求在不同的区域内控制不同的上升速度，形成区域定向凝固，经5～15分钟升到保温圈处停止，继续对保温圈进行加热10～50分钟，对冒口进行补缩，达到预定时间后停止加热，继续通水冷却30分钟～24小时，将铸造好的复合辊轴从结晶器内取出；所述的辊轴芯棒材料为锻造或者铸造低合金钢、中碳钢或球墨铸铁、合金铸铁，辊轴复合层材料为球墨铸铁、石墨钢、镍铬钼合金铸铁、高铬铸铁、高铬铸钢、合金铸钢、高硼钢、高速钢、模具钢材料；当反复重复上述复合工艺，既可以制造具有多层复合层的大型复合轧辊、复合支撑辊，从而达到使用小型熔炼设备制造大型复合轧辊、支撑辊，当改变每层复合层材料成分时，既可以实现制造由不同材料成分组成的梯度复合层轧辊、支撑辊。