[发明专利]适用于棒材切分机架用的氮化高速钢辊及其制造方法

摘要

本发明公开了一种适用于棒材切分机架用的氮化高速钢辊及其制造方法，属于轧辊制造技术领域，包括辊颈和由工作层、过渡层、芯部构成的辊身，工作层合金成分及重量百分比为：1.2～2.2碳、7.0～13.5铬、0.2～1.2镍、0.5～1.5钼、1.0～2.5钒、1.0～2.5钨、1.0～3.0铌、0.05～0.1稀土、磷≤0.04、硫≤0.04、锰≤0.5、0.6～1.5硅，其余为铁；工作层的基体强度≥600MPa，工作层抗拉强度≥800MPa，本发明提高高速钢轧辊的基体强度，细化晶粒，克服棒材轧机切分机架的轧制环境，适应切分机架的轧制要求。

主权项

1.一种适用于棒材切分机架用的氮化高速钢辊，包括辊颈和由工作层、过渡层、芯部构成的辊身，其特征在于：工作层的合金成分及各合金成分的重量百分比为：1.2～2.2C、7.0～13.5Cr、0.2～1.2Ni、0.5～1.5Mo、1.0～2.5V、1.0～2.5W、1.0～3.0Nb、0.05～0.1Re、P≤0.04、S≤0.04、Mn≤0.5、0.6～1.5Si，其余为Fe；过渡层和芯部均为球墨铸铁；工作层的基体强度≥600MPa，工作层抗拉强度≥800MPa，工作层厚度为20～40mm，工作层厚度均匀性≤8mm；适用于棒材切分机架用的氮化高速钢辊的制造方法包括如下步骤：步骤A、造型铸型箱包括辊身型箱、辊颈型箱和底箱，辊身型箱采用金属型喷涂料，辊颈型箱采用硅石砂粘土造型，底箱连接溢流管；步骤B、熔炼分别在中频炉内熔炼工作层、过渡层和芯部，工作层、过渡层和芯部的熔炼温度分别为1500～1650℃、1550～1650℃、1500～1650℃；工作层出炉时向钢水包内添加0.2～0.6wt％稀土和0.3～1.5wt％的氮化合金剂进行变质处理，变质处理温度为1550～1650℃；过渡层和芯部的铁水出炉后均进行球化孕育处理，球化剂为稀土镁硅铁合金，加入量1.0～1.6wt％，孕育剂为75硅铁，添加量为0.4～1.0wt％，球化孕育处理反应温度均为1500～1600℃；步骤C、离心铸造首先浇注辊身工作层，工作层钢水的浇注温度为1420～1480℃，当工作层型腔温度达到1220～1280℃时，离心机停转；步骤D、合箱浇注过渡层及辊颈操作将放置浇注好的辊身工作层的型箱与用于浇注辊颈的型箱进行合箱，合完箱静态下将经过球化孕育处理后的过渡层铁水浇注到合并后的型箱内，浇满为止，要求离心机停转至合完箱浇注过渡层铁水控制在7分钟以内，浇注温度为1400～1550℃；步骤E、浇注芯部浇注经球化孕育处理后的芯部铁水，浇注温度为1280～1400℃，确保将步骤D所浇入的过渡层铁水全部冲洗并置换掉；步骤F、机械加工和热处理常温冷却至200～320℃开箱，粗加工后进行热处理，热处理具体过程为一次淬火+三次回火，淬火是以20～30℃/h的升温速度升温至1000～1120℃保温2～4h，出炉后以130～140℃/h的速度进行冷却至400～450℃；三次回火的前两次是以20～30℃/h的升温速度升温升至500～550℃保温10～32h，出炉后以20～30℃/h的降温速度降温至室温，最后以20～30℃/h的升温速度升温至500～550℃保温10～32h，出炉后空冷至室温；步骤B中加入的氮化合金剂为氮化锰；步骤C中，离心浇注时离心重力倍数为50～70G；步骤E中浇注芯部时，芯部铁水采用多孔浇注管注入型腔，控制芯部铁水流动状态；步骤E中芯部铁水的浇注量为过渡层铁水浇注量的2.5～3.5倍；过渡层的合金成分及各合金成分的重量百分比为：2.5～3.0C、0.1～0.5Cr、0.1Re、P≤0.03、S≤0.02、Mn0.3～0.8、1.3～2.0Si，其余为Fe；芯部的合金成分及各合金成分的重量百分比为：2.9～3.6C、0.1～0.5Cr、0.2～0.8Ni、0.1Re、P≤0.03、S≤0.02、Mn0.3～1.0、1.3～2.0Si，其余为Fe。