[发明专利]一种高硬度耐冲击冷轧钢工作辊及其加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷轧辊，具体涉及一种高硬度耐冲击冷轧钢工作辊及其加工工艺。

背景技术

钢的冷轧工艺于19世纪中叶始于德国，当时只能生产低碳钢20 ~25mm窄带，美国早在1920年第一次成功地轧制出宽带钢。1924年在美国的阿姆科钢铁公司巴特勒（Bulter）建成世界上第一套三机架四辊串列式冷轧机，从上世纪50年代美国开始建造五机架 串列式冷轧机。为轧制更薄的镀锡原,上世纪60年代初美国杨斯 顿板管公司建成世界上第一套六机架冷连轧机。日本新日铁广畑厂的过程联合全连续生产线(FIPL)，于1986年开工，广畑厂自FIPL线投产后产量激增，工时利用率高达95％，收得率增至96.9%，能耗下降40％。该厂FIPL在全世界首次将酸洗－冷轧－ 连续退火及精整过程实现全连续生产。   

我国冷轧宽带钢的生产开始于1960年，首先建立了1700mm单 机架可逆式冷轧机，以后陆续投产了1200mm单机架可逆式冷轧机， MKW偏八辊轧机、1150mm森吉米尔二十辊冷轧机。上世纪70年代 投产了我国第一套1700mm五机架冷轧机，1988年建成了2030mm五 机架连续冷轧机。冷连轧机发展至今已拥有全连续冷轧、快速换 辊、液压压下、弯辊装置和自动控制等新技术。高精度冷带及板形控制技术和计算机全过程控制技术得到广泛应用，轧制速度高达35－41.6m/s，最大卷重达60t。

现代工业对冷轧板带钢的质量要求愈来愈高，对品种要求愈来 愈广泛，对产量要求也愈来愈大，因而冷轧板带的生产增长很快。冷轧板带的产量在工业发达国家已占钢材总产量的30％左右。自1996年我国钢年产量达一亿吨以上，一直稳据世界钢产量第一。据统计2004年到11月中国钢产量达24529.3万吨，预计全年钢产量达2.7亿吨以上，其总量已达全世界总产钢量的近30%，但在钢材品种和质量上与国外发达国家还存在一定差距。我国前11个月进口760万吨冷轧薄板，559.8万吨涂镀层钢板，151.8万吨电工钢板。而同期的出口较小，说明国内冷轧带钢仍处在供不应求的状态，国内缺口较大。

冷轧工作辊(以下简称冷轧辊)是冷轧机的主要消耗部件，其质量的好坏对冷轧板材的质量、成本、产量起着非常重要的作用。因此,冷轧厂和轧辊厂都不遗余力地提高轧辊的使用性能。这些性能包括强度、硬度、韧性、耐磨性及抗事故性能等。随着现代冷轧机大型化、高速化的发展，冷轧辊用钢从传统的铬钢系向高合金钢转变，冷轧辊的性能有了大幅度的提高，钢种和制造方法也呈现多元化的趋势。目前高性能冷轧辊具有良好的组织致密度，淬硬层深度可达50mm(半径)以上，实用淬硬层达到30mm以上。然而为了使同行业相关产品的开发及产品性能的进一步改进，同时带动轧机行业及与轧机行业相关的上下游企业的发展；且冷轧辊本身质量和生产效率的提高，以及工艺的改进可实现能耗和成本的进一步降低，这样既可以符合国民经济的发展方向，此外又可以减少生产过程中的污染。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种淬硬层深度可根据频率及加热时间有效控制，淬硬层梯度平缓，加热速度快，热损失少，无污染、节能，产品热处理变形量小，成本低廉，加工周期短的高硬度耐冲击冷轧钢工作辊及其加工工艺。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种高硬度耐冲击冷轧钢工作辊，其特征在于，所述工作辊采用低合金高强度钢，在所述低合金高强度钢中含有的化学成分按重量百分比分别为0.6%~0.65%的C、1.5%~1.8%的Si、1.7%~1.85%的Mn、1.8%~2.0%的Cr、0.2%~0.4%的Mo、0.06%~0.08%的V、0.06%~0.08%的Ti、小于等于0.025%的S和P，其余为Fe和不可去除的杂质。

其中优选的技术方案是，所述化学成分中Si和Mn的质量比为1:1~1:1.15。

进一步优选的技术方案是，在所述低合金高强度钢中还含有≤15ppm的氧和≤1.5ppm的氢。

本发明的另一个目的在于一种上述高硬度耐冲击冷轧钢工作辊的加工工艺，其特征在于，所述加工工艺包括依次进行的浇铸钢锭、锻造成型、锻后热处理、去黑皮、机加工成型、超声波探伤、调制处理、超声波探伤、预热、工频感应淬火、回火、精加工、超声波探伤、磨床粗磨、精加工修R、磨床粗磨、超声波表面探伤、成品硬度检测尺寸检测和包装入库。

其中优选的技术方案是，所述浇铸钢锭工艺先将上述原料投入电炉，然后再将熔融钢液采用炉外精炼和电渣重熔进行精炼处理，最后通过真空吹氩铸锭。