[发明专利]球状石墨铸钢轧辊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及轧辊制作，尤其涉及球状石墨铸钢轧辊及其制备方法。

背景技术

众所周知，高碳钢在冶炼过程中经过充分脱氧，那么在高温退火处理时，必将引起渗碳体的石墨化，从而折出片状或小块状石墨，这种兼有钢和铁性能的材质，即称为石墨钢。石墨钢所具有的高的抗热裂性能，尤为人们所注目。然而，由于析出的游离石墨呈片状或块状，降低了钢的强度和韧性，因此限制了石墨钢的应用范围。50年代中叶，一些轧辊制造厂在石墨钢的基础上，通过对化学成分的合理匹配，以及向钢液中添加适量的孕育合金和球化剂进行孕育和球化处理，从而使钢液在凝固过程中直接形成了球状或蠕虫状的游离石墨，该材质的强度和韧性远远超过了上述的石墨钢，故称为球状石墨铸钢。球状石墨铸钢的疲劳强度比铸铁以及比未加合金和孕育剂的钢大50%，热稳定性也好得多。然而球状石墨铸钢仍然存在硬度较高韧性不足的缺陷，抗热裂性仍不够高，长时间使用会交变应力作用下发生疲劳破坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的球状石墨铸钢轧辊韧性不足、抗热裂性不高，容易发生疲劳破坏，为此提供一种球状石墨铸钢轧辊及其制备方法。

本发明的技术方案是：球状石墨铸钢轧辊，它包括以重量百分含量计：C：1.70-2.20%，Si：1.40-1.60%，Mn：0.80-0.95%，P≤0.01%；S≤0.02%，Cr：0.80-1.50%，Ni：0.20-1.50%，Mo：0.20-0.50%，Ti：0.4-0.8%，O：0.02-0.04%，其余为Fe。

球状石墨铸钢轧辊制备方法，它包括以下步骤：（1）、一次熔炼；在电弧炉内进行氧化法熔炼，熔炼温度为1300℃-1400℃，熔炼时间为30-40min，；（2）二次熔炼、将经过一次熔炼的钢水导入熔炼炉进行氧化法熔炼，熔炼温度为1700-1800℃，熔炼时间为40-60min，熔炼期间加入100-200g硼砂并搅拌均匀；（3）、孕育及球化处理：熔炼好的钢液转移到钢包中，钢包中预先加入与钢液重量比为1:3000-3500的铝、稀土硅铁镁合金，出钢后对钢包内钢液加入与钢液重量比为1:300-500的环氧树脂并搅拌均匀，静置10-20min后进行浇铸；（4）、热处理，钢坯开箱后进行退火处理，退火温度为600℃-650℃；机械加工后进行正火+回火处理，正火温度为800℃-880℃，当轧辊冷却到450℃时，停止冷却，进行回火处理，回火温度为460℃-500℃。

本发明的有益效果是在球状石墨铸钢的基材中添加微量的Ti和O元素，可以使基体组织形成规则均匀的粒状球光体，进而在不降低强度的前提下提高球状石墨铸钢的韧性；经过一次熔炼和二次熔炼并加入环氧树脂，对基体组织进行改性，提高其对交变应力的抵抗力，进而延长球状石墨铸钢轧辊的使用寿命。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：球状石墨铸钢轧辊，它包括以重量百分含量计：C：1.70%，Si：1.40%，Mn：0.80%，P：0.01%；S：0.02%，Cr：0.80%，Ni：0.20%，Mo：0.20%，Ti：0.4%，O：0.02%，其余为Fe。

球状石墨铸钢轧辊制备方法，它包括以下步骤：（1）、一次熔炼；在电弧炉内进行氧化法熔炼，熔炼温度为1300℃，熔炼时间为30min，；（2）二次熔炼、将经过一次熔炼的钢水导入熔炼炉进行氧化法熔炼，熔炼温度为1700℃，熔炼时间为40min，熔炼期间加入100g硼砂并搅拌均匀；（3）、孕育及球化处理：熔炼好的钢液转移到钢包中，钢包中预先加入与钢液重量比为1:3000的铝、稀土硅铁镁合金，出钢后对钢包内钢液加入与钢液重量比为1:300的环氧树脂并搅拌均匀，静置10min后进行浇铸；（4）、热处理，钢坯开箱后进行退火处理，退火温度为600℃；机械加工后进行正火+回火处理，正火温度为800℃，当轧辊冷却到450℃时，停止冷却，进行回火处理，回火温度为460℃。

实施例2：球状石墨铸钢轧辊，它包括以重量百分含量计：C：2.00%，Si：1.50%，Mn：0.85%，P：0.007%；S：0.0:1%，Cr：1.00%，Ni：0.80%，Mo：0.35%，Ti：0.6%，O：0.03%，其余为Fe。