[发明专利]一种抗热裂合金铸铁轧辊及制备方法

说明书

本发明涉及铸铁轧辊技术领域，公开了一种抗热裂合金铸铁轧辊，包括辊芯、以及熔覆在辊芯上的第一合金层、连接层、第二合金层；辊芯材料包括C，余量为Fe；第一合金层材料包括C，Si，Cr，余量为Fe；连接层材料包括C，余量为Fe；第二合金层材料包括C，Si，Mn，Cr，Ta，Hf，余量为Fe；辊芯的辊面上形成螺纹结构或圆环矩阵结构的嵌槽，第一合金层位于嵌槽内；连接层上沿辊芯轴向设有多个槽沟，第二合金层在槽沟形成与第一合金层熔连的搭接层。本发明还提出了一种抗热裂合金铸铁轧辊的制备方法。本发明可有效避免外置金层的脱落，使铸铁轧辊具有更优良的耐热性和抗热裂能力。

技术领域

本发明属于铸铁轧辊技术领域，具体涉及一种抗热裂合金铸铁轧辊及制备方法。

背景技术

铸铁轧辊是使金属材料产生塑性形变的工具。铸铁轧辊的工作环境恶劣，常在几百度甚至上千度的环境下工作，与灼热的钢胚接触，承受强大的轧制力，表面承受轧料的磨损，反复被热轧料加热及冷却水冷却，经受温度变化幅度大的热疲劳作用，热疲劳易引起铸铁轧辊表面合金熔覆层的热龟裂和脱落，辊身表面磨损等现象，而现有的铸铁轧辊表面的耐磨层一般采用激光熔覆的方法生成。

如中国专利CN201910470111.1公开了一种球磨铸铁轧辊的强化方法及一种强化球磨铸铁轧辊，采用激光熔覆、激光合金化分别制备打底熔覆层和合金化层，结合打底熔覆层用材料和合金化层用材料，得到不开裂的打底熔覆层和强化合金化层，虽然，这种方式可很好的解决开裂问题，但合金在熔覆时，无法很好的与基材进行熔合，此发明的打底熔敷层的搭接率为30～50％，合金化层的搭接率为0～10％，在应用过程中，易出现熔覆层脱落，为此，基于现有问题，我们提出了一种抗热裂合金铸铁轧辊及制备方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在合金熔覆层易热龟裂和脱落，辊身表面磨损的缺点，而提出的一种抗热裂合金铸铁轧辊及制备方法，可有效避免外置第一合金层的脱落，使铸铁轧辊具有更优良的耐热性和抗热裂能力。

为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种抗热裂合金铸铁轧辊，包括辊芯、以及熔覆在辊芯上的第一合金层、连接层、第二合金层；以质量百分比计，所述辊芯材料包括C 0.05～1.58％，余量为Fe；所述第一合金层材料包括C 2.40～3.50％，Si 1.50～2.15％，Cr 0.25～0.30％，余量为Fe；所述连接层材料包括C≤0.05％，余量为Fe；所述第二合金层材料包括C 1.20～2.80％，Si 0.50～1.15％，Mn 0.20～0.35％，Cr 0.12～0.60％，Ta 0.05～0.12％，Hf 0.02～0.85％，余量为Fe；所述辊芯的辊面上形成螺纹结构或圆环矩阵结构的嵌槽，所述第一合金层位于嵌槽内；所述连接层上沿辊芯轴向设有多个槽沟，所述第二合金层在槽沟形成与第一合金层熔连的搭接层。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的抗热裂合金铸铁轧辊，具有如下有益效果：

一、采用本发明的抗热裂合金铸铁轧辊，通过第一合金层和第二合金层的分层设计，使第一合金层与第二合金层之间形成交错的搭接层和连接层，可使第一合金层通过第二合金层内埋嵌入的方式进行加固，可有效避免外置的第一合金层脱落。

二、本发明第一合金层采用碳、硅，锰，铬、钽，铪的合金材料制成，经过激光熔覆时，在传统铸铁轧辊的强度基础上，会生成(Hf-Ta)C碳化铪钽合复合碳化物，使铸铁轧辊具有高硬度、高强度、耐高温、抗氧化、韧性好等特点，使铸铁轧辊具有更优良的耐热性和抗热裂能力。

三、铸铁轧辊采用打孔设计，有利铸铁轧辊内部热量的及时散出，避免热量堆积造成铸铁轧辊内部热疲劳，同时，打孔设计，以及连接层的铁基软带，可吸纳铸铁轧辊的热变量，具有良好的热胀冷缩的缓冲区域，对合金层具有良好的保护用，可有效缓解合金层的热疲劳，降低了热龟裂和脱落的几率。

进一步的，辊芯的周向上设有用于散热的通孔。