[发明专利]低合金高速钢冷轧工作辊及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷轧工作辊及其制造方法，具体涉及一种低合金高速钢冷轧工作辊及其制造方法。

背景技术

硅钢指的是含硅量为0.5%～4.5%的极低碳硅铁合金，因结构和用途不同而被分为无取向硅钢和取向硅钢。硅钢主要用作各种电机、发电机、压缩机、马达和变压器的铁心，是电力、家电等行业不可或缺的原材料产品。

硅钢片分冷轧和热轧两种，使用较多的是冷轧硅钢片。冷轧硅钢片沿轧制方向有优良的磁性能，不仅在强磁场中具有高饱和磁通密度和低铁损，而且在弱磁场中也有良好的磁性。这是由于冷轧工艺过程使钢片中杂质含量降低，并在钢片中造成粗大晶粒，致使磁导率增大，磁滞损耗减小。

但是，冷轧硅钢片的变形抗力较大，在生产过程中往往容易发生断带、打滑、粘钢等热冲击事故，导致与板面直接接触的工作辊发生剥落，造成轧机停机。此外，冷轧硅钢片对工作辊的粗糙度要求较高，当工作辊粗糙度下降至一定程度时必须更换。

目前，冷轧工作辊的主流材质是3%Cr和5%Cr，由于受到其主要合金元素含量和元素配比的影响，在热处理过程中通常采用低温回火（100～200℃）的工艺来满足轧辊工作层的硬度。但轧辊在轧机上遭受到的热冲击事故往往在300℃以上，轧辊极易遭受热冲击事故从而引发轧辊失效。而且形成的碳化物耐磨性较低，在连轧机轧制硅钢过程中轧辊粗糙度衰减过快，往往还未到换辊周期就会由于粗糙度不足而更换轧辊，从而降低轧制效率。

高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢，主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也可以制造高温轴承和冷挤压模具等。高速钢的含碳量一般在0.70～1.65%之间，而合金元素含量较多，一般在10～25%之间，其中合金元素含量在15%以下的可称为低合金高速钢，而合金元素含量在20%以上的可称为高合金高速钢。

高速钢通常根据所含合金元素不同可分为：（1）钨系高速钢，含钨量为9～18%；（2）钨钼系高速钢，含钨量5～12%，含钼量2～6%；（3）高钼系高速钢，含钨量0～2%，含钼量5～10%；（4）钒系高速钢，含钒量1～5%；（5）钴系高速钢，含钴量5～10%。

中国专利文献CN103409688A公开了一种大型锻造高速钢冷轧辊及其制造方法，该冷轧辊中的化学组分及其质量百分含量为：C0.90～1.20%，Si0.20～1.20%，Mn0.20～1.00%，Cr6.00～12.00%，Mo2.00～5.00%，V1.00～4.00%，W0.80～2.00%，Ni≤0.80%，P≤0.02%，S≤0.02%，其余为Fe和不可避免的杂质。该冷轧辊属于钒高速钢。该冷轧辊的制造方法包括炼制钢锭、锻造钢坯、预备热处理、机加工以及最终热处理。其中预备热处理是先加热至1030℃保温后吹风冷却；再加热至820℃保温后空冷，最后进行回火处理，回火温度为650℃。最终热处理的淬火温度为1100～1180℃，回火温度为450～550℃，回火次数可以为三次。该冷轧辊的辊身表层硬度为88～96HSD，具有优异的耐磨性、高粗糙度保持能力和高组织稳定性。但是仍然存在以下不足：（1）合金元素含量在18%以上，尤其是Cr+Mo含量在12%以上，从而使得成本较高。（2）可磨削性不佳。

发明内容

本发明的目的之一在于解决上述问题，提供一种在具有高耐磨性、高粗糙度保持能力的同时，成本较低、可磨削性较好的低合金高速钢冷轧工作辊。

本发明的另一目的在于提供上述低合金高速钢冷轧工作辊的制造方法。

实现本发明目的之一的技术方案是：一种低合金高速钢冷轧工作辊，其化学成分及重量百分比如下：碳0.70～1.00%、硅0.50～1.00%、锰0.30～0.70%、铬7.00～10.00%、钼1.50～3.00%、钒0.40～0.70%、镍≤0.30%、磷≤0.025%、硫≤0.010%、其余为铁和不可避免的杂质；其中铬+钼：8.50～11.50%。

进一步地，铬优选为7.50～9.20%，钼优选为1.80～2.50%，铬+钼优选为：10.00～11.00%。

更进一步地，铬更优选为8.30%，钼更优选为2.20%。

实现本发明另一目的的技术方案是：上述低合金高速钢冷轧工作辊的制造方法，包括按照化学成分及重量百分比冶炼和锻造辊坯、预备热处理以及最终热处理。