[发明专利]50Cr3MoV支承辊用钢和热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及中型和大型金属板带轧机（包括单机架轧机和多机架连续轧机）上的重要承受轧制力部件支承辊用钢和热处理方法。

背景技术

近十几年来中国钢铁工业和有色金属加工工业高速发展。金属板带材是钢铁和有色金属工业提供给诸多制造业的重要原材料。由于我国板带材的质量和生产率与发达国家尚有差距，改进支承辊钢和热处理方法是提高板带材的生产质量和提高轧机生产率的有效途径之一。

图1为支承辊简图。图1中1区为支承辊的工作层即表层区。在高速转动下此区支撑着工作辊5的工作面，参见图2。工作辊5的轧制负荷传递到支承辊4的表层区1，对此区要求硬度高、硬化层深和耐磨性能好。支承辊的2区为支承辊的中间区，要求此区具有良好的强度和较高的塑性和韧性，能承受重载和一定的冲击截荷；支承辊的3区为辊颈区，此区套装轴承和轴承箱，其性能要求与2区基本相同。

由于支承辊1区和2区的性能要求不同，此两区进行的热处理工艺和热处理方法不同，热处理后的性能也不同。

发明内容

本发明的目的在于提供一种50Cr3MoV支承辊用钢和热处理方法，本发明由于采用中高碳中合金钢，提高了支承辊整体的综合力学性能，从而使支承辊的抗断裂能力和抗冲击能力得到改善，对于支承辊的表层区（1区）的耐磨性和抗剥落性能也得到提高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种50Cr3MoV支承辊用钢，所述钢的化学成分重量百分比为：碳C 0.45～0.56，锰Mn 0.35～0.70，硅Si 0.35～0.65，磷P ≤0.025，硫 S≤0.025，铬Cr 2.80～3.60，镍Ni ≤0.40，钼Mo 0.50～0.80，钒V 0.08～0.20，铜 ≤0.25，其余为铁Fe和其他杂质。

一种50Cr3MoV支承辊用钢的热处理方法，所述支承辊获得最终性能的热处理需进行二次；第一次热处理对支承辊整体淬火回火，淬火加热温度为850～920℃，保温时间视支承辊辊身直径的大小确定，对于辊身直径Φ500～Φ1500mm的支承辊保温时间为9～30小时；然后在机油中冷却80～200分钟，出油后再行回火，回火温度为500～650℃，回火保温时间为40～120小时；处理后的硬度为肖氏硬度HSD 35～50；

第二次热处理对支承辊辊身表层硬化热处理，支承辊预热温度为500～600℃，保温时间为10～20小时，然后以≥90℃/小时快速加热到880～920℃保温2～4小时后进行淬火；淬火液为水或油，总冷却时间为80～200分钟；出油后立即回火，回火温度为300～560℃，回火保温时间为50-150小时。

所述第二次热处理对支承辊辊身表层硬化热处理，使得支承辊辊身表层区获得要求的硬度，为肖氏硬度HSD50～75，硬化层深度为40～60mm。

本发明由于采用中碳合金钢，提高了支承辊整体的综合力学性能，从而使支承辊的抗断裂能力和抗冲击能力得到改善，表层区的耐磨性和抗剥落性能也得到提高。本发明50Cr3MoV支承辊用钢制造的支承辊可用于钢铁工业冷、热中厚板和薄钢板轧机，也可用于铝板带和铝箔轧机。由于支承辊的使用寿命长，降低了板带材的生产成本，提高了板带材的质量。

附图说明

图1为支承辊简图；

图2为装有支承辊轧机的工作原理图；

图3为支承辊整体热处理工艺曲线；

图4为支承辊辊身表层热处理工艺曲线；

图5为支承辊辊身表层硬化处理用立式电阻带快速加热炉；

图6 实例1、2支承辊简图；

图7 实例1、2支承辊整体热处理工艺曲线；

图8 实例1、2支承辊辊身表层热处理工艺曲线；

图9 实例3支承辊整体热处理工艺曲线；

图10实例3支承辊辊身表层热处理工艺曲线；

图中：1表层区，2中间区，3辊颈区，4支承辊，5工作辊，6机架，7金属板带，8炉体，9电阻带发热体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

一种50Cr3MoV支承辊用钢，所述钢的化学成分重量百分比（%）为：碳（C）0.45～0.56，锰（Mn）0.35～0.70，硅（Si）0.35～0.65，磷（P）≤0.025，硫（S）≤0.025，铬（Cr）2.80～3.60，镍（Ni）≤0.40，钼（Mo）0.50～0.80，钒（V）0.08～0.20，铜（Cu）≤0.25，其余为铁（Fe）和其他杂质。