[发明专利]钢管减径机或定径机用高铬轧辊制备方法及其高铬轧辊

说明书

技术领域

本发明涉及铸造加工技术领域，特别涉及一种热轧无缝钢管张力减径机或定径机用高铬轧辊制备方法及其高铬轧辊。

背景技术

无缝钢管的减径或定径过程是钢管不带芯棒的多机架连轧过程。定径是为了完成钢管尺寸的精度以及真圆度的轧制，减径除了定径任务外要求减径率较大，以实现大管料生产小口径钢管。减、定径机一般为3～24机架二辊式或三辊式，减、定径后的钢管尺寸不再改变。无缝钢管减、定径轧辊在800～980℃的高温及冷却水激冷作用下受到切向拉伸和径向压缩的复合应力，并同时承受交变热应力作用，轧辊工作表面与钢管之间产生滚动与滑动摩擦，特别是张力减径磨损更加严重，因此要求轧辊具有高强度、高韧性和良好的耐磨性、抗冷热疲劳性。实际生产中对轧辊的磨损程度控制十分严格，一旦超过要求就必须修复以满足负公差轧制的需要。

在实际应用中，减、定径机轧辊通常使用普通冷硬铸铁或合金球墨铸铁制成。普通冷硬铸铁减、定径轧辊耐磨性差，多应用于落后的无缝钢管机组。较先进的无缝钢管机组中应用的是合金球墨铸铁减、定径轧辊。合金球墨铸铁轧辊比冷硬铸铁轧辊性能好，使用寿命也长。但由于冷硬铸铁和合金球墨铸铁轧辊的硬度均较低，一般为45-50HRC，使用后表面粗糙，易粘钢，划伤钢管表面，影响轧制出钢管表面质量，使得轧辊更换频繁。一般1-2个班次就需更换一套轧辊。在轧制高钢级钢材或厚壁钢管时更换更加频繁。由于在使用中需要经过多次修复加工，一般需要加工掉50％，因此，要求轧辊要有较厚的工作层；其次，在更换时，还需要准备大量的定、减径机架。因此，重复加工浪费大量金属材料，频繁更换生产成本成倍增加。

目前常规铸造生产工艺为冶炼、铸坯、热处理、加工等工序。而影响铸造产品质量的重要因素在于铸造中所采用的各种工艺参数、所使用的设备，以及所采用的工艺手段等；每一个工序环节都可能对铸造产品的质量产生重大影响。由于热轧无缝钢管张力减径机和定径机高铬轧辊要求有足够厚的工作层，因此对铸坯的质量有严格的要求，以保证用于钢管张力减径机和定径机上的轧辊在高温及冷却水激冷作用具有高耐磨性和很好的综合强度。

发明内容

本发明的目的是为了解决无缝钢管张力减径机或定径机用铸造轧辊的耐磨性、综合强度不高等问题，提供一种热轧无缝钢管张力减径机或定径机用的高铬轧辊以及其制备方法。本发明的技术方案如下：

本发明的钢管减径机或定径机用铸造高铬轧辊制备方法包括以下步骤：

冶炼：选定高铬轧辊的组分配比进行熔炼，熔炼中进行脱气和吹氩精炼，以获得纯净钢水；

铸坯：铸出所需轧辊铸坯；在铸型下端设置整体冷铁，冷铁上表面铺设8-12mm厚型砂，砂型中设置有钢骨架，采用发热保温冒口，冷铁下设有振动器，当浇铸完毕后开启振动器，至钢水完成凝固过程；

退火热处理：对轧辊铸坯采用等温退火，将工件加热至920-960℃后，视工件有效厚度保温2-6小时，缓冷至700-750℃后，视工件有效厚度保温4-8小时，缓冷至600℃以下出炉空冷或炉冷；

对轧辊铸坯进行粗加工；

淬火热处理：对粗加工后的轧辊进行淬火加回火处理，将粗加工后的轧辊加热至970-1030℃，视工件有效厚度保温2-6小时，保温完成后移至150-220℃环境中风冷1-2小时后出炉空冷，冷却至工件表面100-120℃时入炉回火，回火温度200-300℃，视工件有效厚度保温2-6小时后出炉空冷。

对上述轧辊进行精加工。

本发明的无缝钢管减径机或定径机用铸造高铬轧辊，轧辊的组分以重量百分比计为：C：1.60-2.20％、Si：0.20-0.60％、Mn：0.40-0.80％、Cr：8.00-12.00％、Mo：0.20-0.80％、Cu：0.10-0.30％、Al：0.01-0.30％、Nb：0.03-0.30％、Ti：0.05-0.30％、N：≤0.30％、RE：0.02-0.50％，P和S均为0.05，余量为铁。

采用本发明的轧辊组分并通过本发明的制备方法制备的铸造高铬轧辊，轧辊硬度提高很多，使用后轧辊表面磨损小且均匀，通过张力减径机和定径机轧制后的钢管表面质量良好，使用寿命较现有轧辊提高2-3倍，降低了轧辊的更换周期，节省了加工材料，降低了生产成本，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明铸造高铬轧辊的金相组织图。

具体实施方式

以下参照设计原理，附图以及示例性实施例对本发明进行详细说明。