[发明专利]一种穿孔辊及其制备方法

说明书

本发明公开了一种穿孔辊及其制备方法，属于轧辊制造技术领域，包括以下步骤：A、钢锭制作：按穿孔辊骨架层化学成分的要求选择原料、熔炼、调整成分、浇注得到成型的钢锭；B、锻造成型：将步骤A的钢锭加热锻造成无缝穿孔辊毛坯；C、热处理：无缝穿孔辊毛坯出炉后，直接进行调质处理，然后进行半精车；D、熔敷增材：将穿孔辊工作层需要的合金粉末在无缝穿孔辊外层实施自动增材；E、二次热处理：将步骤D得到的穿孔辊整体去应力回火；F、加工：穿孔辊加工至半精车尺寸，压花，得到终产品穿孔辊。本发明制备所得穿孔辊具备强度高、红硬性好、耐磨性好、抗事故能力好。

技术领域

本发明属于轧辊制造技术领域，特别是涉及一种无缝钢管轧制用穿孔辊及其制备方法。

背景技术

管坯穿孔是热轧无缝钢管生产中最重要的变形工序，它的任务是将实心管坯穿轧成空心毛管。根据穿孔机的结构和穿孔过程的变形特点，可将现有的穿孔方法分为：穿孔、推轧穿孔和压力穿孔，而以穿孔应用最为广泛。

穿孔机对我国无缝钢管的生产非常重要，因为穿孔是生产无缝钢管的重要变形工序。在穿孔变形时，影响穿孔过程的因素很多，这其中包括：轧辊、顶头、导板、入口锥角和出口锥角、过渡带等等的设计。在穿孔过程中参与金属变形的工具有轧辊、导板和顶头等，其中穿孔辊最为重要，穿孔辊的耐磨性直接影响生产效果及管坯质量。

轧制高合金含量无缝管时，轧制温度升高、轧制压力增大，因此一些穿孔辊使用一段时间后便会出现由于耐磨性不足，在辊面入口锥范围内塑性变形、结瘤和粘钢的现象，并且进而影响钢管表面质量，必须停机修整，影响生产效率，增加产线时间成本。

因此，研制一种新型锻钢加增材复合穿孔辊替代常规铸造或锻造穿孔辊，可以解决目前穿孔辊不耐磨问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种用于无缝钢管轧制毛管的穿孔辊，开发一种新型组合材质，骨架层采用低碳合金钢材质锻造生产，提升强度、韧性；工作层采用增材制造方式，熔敷高合金材质复合形成，提升其耐磨性。

本发明的另一个目的是根据增材高合金材质制备过程中热处理条件，提供上述穿孔辊的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种穿孔辊：所述骨架层的化学成分及各成分的质量百分含量为C 0.2～0.6％、Si 0.2～0.6％、Mn 0.5～1.0％、Cr 0.2～0.6％、Ni 0～0.5％、Mo0～0.5％、P≤0.03％、S≤0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质。

所述穿孔辊工作层的化学成分及各成分的质量百分含量为C 0.2～0.6％、Cr 5.0～10％、Ni 1.0～2.0％、Mo 1.0～3.0％、W 1.0～3.0％、V 1.0～3.0％，其余为Fe和不可避免的杂质。

所述穿孔辊的制备方法包括以下步骤：

A.钢锭制作

A1.按穿孔辊骨架层化学成分的要求将生铁、废钢、料头等按照先后顺序加入电弧炉，得到初炼钢水；

A2.把初炼钢水出到LF精炼包中，造白渣、加热脱氧剂，调整最终成分。

A3.把LF精炼包转入VD真空罐中，执行真空脱气工作；

A4.真空脱气结束后，转浇注工位，执行氩气软吹10min，浇注温度1550-1570℃；

B.锻造成型

B1.将钢锭放入加热炉加热至1200-1260℃；

B2.出炉锻造，采用两次墩拔工艺，要求锻比≥4；

B3.毛坯成型后，执行600-700℃去应力退火工艺；

C.热处理