[发明专利]双金属复合耐磨冶金轧辊的制造方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种轧辊的制作方法，尤其是一种双金属复合耐磨冶金轧辊的制造方法，用该方法制作的轧辊不但成本低，而且使用寿命长，可减少轧钢事故，降低轧制成本，属于表面硬化技术领域。

背景技术

目前，传统的冶金轧辊一般采用铸钢或60CrNiMo、65CrNiMo、60CrMnMo材质的锻钢通过调质、淬火等热处理工序来制造，材质中含有大量的贵重金属；因此，目前上述轧辊每吨在2.4万元～6万元之间，每支轧辊的重量在15～120吨之间，每支轧辊的价格在36万元～720万元之间，价格非常高，且制造工期长。由于轧钢过程中造成的轧辊磨损，轧辊在使用一个周期后，要进行缩径车修，反复几次后轧辊就要报废，一支轧辊从原始直径到报废，有效使用量约为轧辊总重量的20～25%，作为废钢处理的重量为轧辊总重量的75～80%；另外，目前的轧辊内外材质一致，由于过分强调材质的抗粘着磨损、抗磨粒磨损、红硬性、抗冷热疲劳性和抗剥落性，致使轧辊材质的韧性、屈服强度较低，加上操作失误等原因，断辊现象时有发生，断辊失效约占轧辊总用量的5～8%；资料显示，2010年我国消耗各种轧辊约450万吨，其中钢质轧辊占总消耗量的80%，钢质轧辊消耗约为360万吨，断辊直接报废为20～30万吨，正常报废约为250～270万吨，年总耗费约为270～300万吨；数量非常惊人；目前用60CrNiMo、65CrNiMo、60CrMnMo制造的冶金轧辊的过钢量低。因此，研究一种能够使轧辊芯部具备良好韧性和高屈服强度而表层具备好的抗粘着磨损、抗磨粒磨损、红硬性、抗冷热疲劳性和抗剥落性的双金属复合耐磨冶金轧辊的制造方法，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够使轧辊芯部具备良好韧性和高屈服强度而表层具备好的抗粘着磨损、抗磨粒磨损、红硬性、抗冷热疲劳性和抗剥落性的双金属复合耐磨冶金轧辊的制造方法。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

双金属复合耐磨冶金轧辊的制造方法，包括辊芯加工步骤、预热步骤、堆焊复合层步骤、精加工步骤和热处理步骤，其中：

辊芯加工步骤为先用抗拉强度、屈服强度和抗冲击性能优良的钢材通过锻压和调质处理，制作辊芯毛坯，然后将辊芯毛坯粗加工至预留堆焊复合层尺寸；

预热步骤为将辊芯预热至380C°±5C°的适焊温度。

堆焊复合层步骤为将预热后的辊芯表面用埋弧焊工艺将预留的堆焊复合层用药芯焊丝堆焊填满；

精加工步骤为将堆焊后的双金属复合耐磨冶金轧辊毛坯加工至设计尺寸；

热处理步骤为将精加工后的双金属复合耐磨冶金轧辊进行淬火和调质处理，使其表层达到具备好的抗粘着磨损、抗磨粒磨损、红硬性、抗冷热疲劳性和抗剥落性的要求。

所述的堆焊复合层分三层焊接，第一层直接在辊芯表面堆焊，为熔合层，第二层在熔合层上堆焊，为过渡层，第三层在过渡层堆焊，为工作层；堆焊熔合层的焊丝与辊芯的材质要具有好的焊接性，堆焊过渡层的焊丝与熔合层要具有好的焊接性，堆焊工作层的焊丝与过渡层要具有好的焊接性。

辊芯的材质的化学成分的质量分数为0.3—0.45%C、0.17—0.37%Si、0.5—0.8%Mn、0.9—1.2%Cr、0.15—0.25%Mo，余量为Fe。

堆焊熔合层的焊丝的化学成分的质量分数为0.1—0.2%C、0.15—0.2%Cr、0.6—1.2%Mn、1.5—1.8%Ni、0.2—0.6%Mo、0.03—0.05%Re和0.02—0.05%N，余量为Fe。

堆焊过渡层的焊丝的化学成分的质量分数为0.15—0.2%C、0.8—1.4%Cr、1.5—1.8%Mn、1.8—2.2%Ni、0.3—0.5%Mo、0.1—0.3%V和0.03—0.05%Re，余量为Fe。

堆焊工作层的焊丝的化学成分的质量分数为0.25—0.5%C、6.5—7.5%Cr、1.5—1.8%Mn、1.8—2.2%Ni、0.8—2.0%Mo、0.5—1.5%V、0.03—0.05%Re和0.5—1.4Nb，余量为Fe。

与现有技术相比，利用本发明方法制造的冶金轧辊，不但比现有技术的冶金轧辊的过钢量提高2.5倍以上，且避免了轧钢过程中断辊事故的发生。同时又由于利用本发明方法制造的冶金轧辊，在使用一个周期后可以将约1.5—2mm的疲劳层车除，重新堆焊工作层，因此可以多次重复使用，经济效益可观。

附图说明

图1是本发明第一实施例的示意图（平辊）；