[发明专利]一种高铬钢复合辊环及其制作方法

说明书

本发明涉及辊环铸造技术领域，具体公开一种高铬钢复合辊环及其制作方法。所述高铬钢复合辊环，包括外层、过渡层和芯部，所述外层、过渡层和芯部的厚度比例为1:0.8‑1:1‑1.2；所述的高铬钢复合辊环的制作方法包括以下工艺步骤：S1、熔炼；S2、离心浇注；S3、退火；S4、淬火和回火。本发明提供的高铬钢复合辊环的复合浇注层分成三层，并同时限定三层复合浇注层中的合金元素组成及含量，在特定浇注条件下，保证高Cr辊环工作层的高硬度和高耐磨性的同时，提高了高Cr辊环的塑性和韧性，保证多金属层有机复合的同时又可以各自保留原有性能，有效防止辊环的开裂。

技术领域

本发明涉及辊环铸造技术领域，尤其涉及一种高铬钢复合辊环及其制作方法。

背景技术

热带连轧机立辊的主要作用是对板坯进行除鳞和侧边轧制，以获得宽度均匀、边缘整齐的板材。目前的热带轧机立辊普遍使用合金铸钢和半钢，随着钢厂对高品质板材的追求，普通材质合金铸钢、半钢立辊已不能满足轧线生产的需求。为了实现降低轧辊的在机磨损量、增强辊面质量保持性、提高板材边部质量和轧机效率，热带轧机立辊的生产方式已经从整体式铸造演变为复合铸造，以制备出综合性能优异的热带轧机立辊。

目前，热带轧机立辊的复合铸造一般采用复合镶套技术。复合镶套技术具体是将轧辊拆分为辊环和辊轴，根据不同部位性能要求，可采用离心复合铸造方式进行生产，但是普通的双金属离心铸造的内外层合金相差较大，如想浇铸过程实现内外层有机复合，则外层高合金易融入内层，导致内层碳化物多，韧性降低，使用过程出现裂纹。若控制外层合金融入，降低内层浇注温度或延长内外层间隔时间，则容易造成内外层复合部位夹渣，轧钢过程内层不能支撑外层，导致使用过程外层开裂。

发明内容

针对现有复合辊环进行复合铸造过程中，外层高合金易融入内层，降低内层韧性，使用过程出现裂纹，若控制外层合金融入，则容易造成内外层复合部位夹渣，轧钢过程内层不能支撑外层，导致使用过程外层开裂的问题，本发明提供一种高铬钢复合辊环及其制作方法。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种高铬钢复合辊环，包括外层、过渡层和芯部，所述外层、过渡层和芯部的厚度比例为1:0.8-1:1-1.2；

所述外层的合金元素组成及重量百分比为：C：1.2-1.8％，Si：0.4-1.0％，Mn：0.6-1.2％，P≤0.03％，S≤0.03％，Cr：12.0-17.0％，Mo：1.0-3.0％，Ni+V：0.5-1.5％，余量为Fe和不可避免的杂质；

所述过渡层的合金元素组成及重量百分比为：C：1.2-1.5％，Si：1.5-2.0％，Mn：0.3-1.0％，P≤0.03％，S≤0.03％，Mo≤0.15％，余量为Fe和不可避免的杂质；

所述芯部的合金元素组成及重量百分比为：C：1.2-1.5％，Si：1.5-2.0％，Mn：0.3-1.0％，P≤0.03％，S≤0.03％，Cr≤0.2％，Ni：0.4-1.0％，Mo：0.3-0.8％，余量为Fe和不可避免的杂质。

Cr在合金中具有显著提高合金强度、硬度、耐磨性、淬透性、抗氧化性和耐腐蚀性的作用，但Cr过高会严重降低合金的塑性和韧性。尤其是在辊环制作中，外层工作层的Cr含量一般不会超过10％，避免使用过程中出现裂纹，降低使用寿命。相对于现有技术，本发明提供的高铬钢复合辊环的复合浇注层分成外层、过渡层和芯部三层，并同时限定三层复合浇注层中的合金元素组成及含量(其中外层中Cr的含量可以达到12-17％)，在特定浇注条件下，可以实现辊环外层、过渡层和芯部的有机复合，避免因多层复合层的设置导致的复合部位夹渣量增大，进而导致辊环轧钢过程中内层不能支撑外层，进一步导致辊环使用过程中外层与过渡层或过渡层与芯部之间开裂。