[发明专利]改进型高速钢轧辊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明为一种热轧辊制造方法，特别涉及一种改进型高速钢轧辊及其制备方法，属于铸造技术领域。

背景技术

热轧辊常工作在700℃～800℃的高温环境，与灼热的钢坯相接触，需要承受强大的轧制力，同时表面要承受轧材的强力磨损，反复被热轧材加热及冷却水冷却，经受温度变化幅度较大的热疲劳作用。这就要求热轧辊材料必须具有高的淬透性、低的热膨胀系数、高的热传导能力和高的高温屈服强度及高的抗氧化性。以前热轧辊主要使用锻钢和无限冷硬铸铁轧辊，除普通冷硬铸铁外，还有低镍铬钼、中镍铬钼、高镍铬钼铸铁材料，高档次的冷硬铸铁材料为高镍铬钼冷硬铸铁。这类材质轧辊的缺点是硬度低，耐磨性不好。后来采用了球墨复合铸铁轧辊，高铬铸铁轧辊和半钢轧辊后，使用寿命明显提高。近来热轧辊采用高硬度特殊半钢材质，对克服表面粗糙和抗磨损都很有效。为了提高热轧辊的表面耐磨性，热轧辊的材料不断地得到改进，其发展过程是从冷硬铸铁到高铬铸铁到半高速钢和高速钢。特别是高速钢轧辊已成为热轧辊的主要发展方向。

在高速钢轧辊方面，日本专利JP2002143908-A公开了一种高速钢复合轧辊制造方法，轧辊外层选用高速钢，并采用离心铸造方法成形，辊芯充入球铁，最后对轧辊进行锻造处理，以便进一步提高高速钢复合轧辊性能。日本专利JP2001294975-A还公开了一种高速钢复合轧辊制造方法，由高速钢外层和球铁内层复合而成，高速钢外层成分为3-10％Cr，4.5-10％V，1-3.5％C，0.2-2％Si，0.2-2％Mn，2-15％(Mo+W)。中国发明专利CN1631565公开了一种高钒高速钢复合轧辊，轧辊分为辊芯和轧辊耐磨层，辊芯采用韧性较好的低合金钢或中碳钢材料制作，其特征在于轧辊耐磨层采用高钒高速钢材料，该高钒高速钢的主要元素含量为：1.8-3.5％C，7-12％V，4-5％Cr，2-4％Mo，0.5-1.5％Ni，余量为铁。中国发明专利CN1803325公开了一种高速钢复合轧辊，其特征在于该复合轧辊的外层材料为高速钢，轧辊芯部材料为石墨钢，轧辊外层高速钢材料的化学成分重量％为：1.2-2.5％C，0.3-1.5％Si，0.4-1.0％Mn，3.0-8.0％Cr，2.0-7.0％Mo，2.0-7.0％V，1.0-5.0％W，0.01-0.5％RE，P＜0.05％，S＜0.05％，余为Fe，轧辊芯部石墨钢材料的化学成分重量％为：1.2-2.0％C，1.5-2.5％Si，0.3-1.0％Mn，0.5-1.5％Ni，Cr＜0.2％，Mo＜0.2％，P＜0.05％，S＜0.05％，0.01-0.2％RE，0.05-0.5％Ca，其余为Fe，复合轧辊外层高速钢材料与芯部石墨钢材料为冶金结合。中国发明专利CN 1846887也公开了一种高速钢复合轧辊及其制造方法，辊身和辊芯通过离心铸造方法复合而成，辊身材料是高碳高速钢，主要含有的化学成分的重量百分比是：C，1.8～2.8；Mo，4.0～8.0；V，3.0～7.0；Nb，1.5～4.0；Cr，6.0～12.0；RE，0.1～0.25；Ti，0.15～0.40；N，0.08～0.20；K，0.06～0.18；Si＜2.0；Mn＜2.0；S＜0.05；P＜0.05；余量为Fe和不可检测的微量杂质；辊芯材料是高强度球墨铸铁，主要含有的化学成分的重量百分比是：C，3.2～3.6；Si，1.8～2.4；Mn，0.4～0.8；Ni，0.3～1.2；Cr，0.3～0.8；Mo，0.2～0.5；Mg，0.03～0.08；RE，0.05～0.14；P＜0.08；S＜0.03；余量为Fe和不可检测的微量杂质。中国发明专利CN 101225500还公开了一种轧辊用高钼高钒微偏析铸造高速钢。其具体化学成分如下(wt％)：C 1.2～2.8％，Si 0.2～1.0％，Mn 0.2～1.0％，Ni 0.3～1.2％，Cr 3.0～6.0％，Mo 5.0～10.0％，V 5.0～12.0％，Al 0.1～0.7％，P≤0.025％，S≤0.025％，其余为铁。该发明特点是在高速钢中增加Mo、V含量来替代传统轧辊用高速钢中的W元素，以减少重元素W在离心铸造时造成的比重偏析，从而使轧辊径向性能均匀，提高使用稳定性。

上述高速钢轧辊中都需要加入价格昂贵的钒、钨、钼等合金元素，导致轧辊生产成本显著增加，轧辊市场竞争力弱，推广应用困难。

发明内容