[发明专利]用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊及其制备方法

权利要求书

1.用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊，其特征在于，由外层合金球墨铸铁、内层高强度灰铁和热轧中碳圆钢辊轴组成，其中外层合金球墨铸铁和内层高强度灰铁通过离心铸造复合而成辊套，外层合金球墨铸铁和内层高强度灰铁通过离心铸造复合而成的辊套经机加工后与辊轴热轧中碳圆钢热装复合于一体，获得高强度耐磨复合轧辊；其外层合金球墨铸铁化学组成按质量百分比％为：3.40～3.55C,2.05～2.25Si,0.35～0.55Mn,0.30～0.45Ni,0.25～0.40Cr,0.6～0.8W,0.6～0.9V,1.2～1.5Mo,1.2～1.4Cu,0.030～0.035Zr,0.04～0.06Mg,0.30～0.45Al,0.015～0.025Bi,P<0.04,S<0.03,余量为铁及不可避免的杂质元素；其内层高强度灰铁化学组成按质量百分比％为：2.7～3.0C,1.1～1.4Si,1.1～1.4Mn,0.03～0.06Ti,0.020～0.025N,0.4～0.6Cr,0.03～0.05Y,0.015～0.023Ta,0.011～0.018Nb,0.10～0.19W,P<0.08,S<0.05,余量为铁及不可避免的杂质元素。

2.用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

①分别在两台中频感应电炉内熔炼复合轧辊外层合金球墨铸铁和内层高强度灰铁，外层合金球墨铸铁化学组成按质量百分比％为：3.40～3.55C,2.05～2.25Si,0.35～0.55Mn,0.30～0.45Ni,0.25～0.40Cr,0.6～0.8W,0.6～0.9V,1.2～1.5Mo,1.2～1.4Cu,0.030～0.035Zr,0.04～0.06Mg,0.30～0.45Al,0.015～0.025Bi,P<0.04,S<0.03,余量为铁及不可避免的杂质元素；内层高强度灰铁化学组成按质量百分比％为：2.7～3.0C,1.1～1.4Si,1.1～1.4Mn,0.03～0.06Ti,0.020～0.025N,0.4～0.6Cr,0.03～0.05Y,0.015～0.023Ta,0.011～0.018Nb,0.10～0.19W,P<0.08,S<0.05,余量为铁及不可避免的杂质元素；外层合金球墨铸铁冶炼工艺是：先将废钢、增碳剂、铬铁、镍板、铜板、钨铁和钼铁混合加热熔化，铁水温度达到1500～1520℃时，加入硅铁和锰铁，进行预脱氧和合金化，继续加热至1530～1550℃时，加入铝脱氧和合金化，继续加热至1560～1580℃时，加入钒铁合金，并在此温度下保温4～6分钟，铁水成分调整合格后出炉；

②将上述合金球墨铸铁铁水出炉到浇包，浇包底部预先放置镍镁合金和铜镁合金，并用铸铁屑覆盖，用于合金铁水球化处理，当合金球墨铸铁铁水温度降至1330～1360℃时，将其浇入离心机上高速旋转的铸型中，并在浇注过程中，随铁水流加入占入型铁水质量分数0.15～0.25％的FeSi75硅铁合金颗粒、0.08～0.10％的硅锆铁合金颗粒和0.016～0.026％的金属铋颗粒；

③当外层铁水浇注6～10分钟后，浇注内层高强度灰铁铁水，内层高强度灰铁铁水的浇注温度是1360～1390℃，继续在离心机上旋转10～15分钟，停机取出外层合金球墨铸铁和内层高强度灰铁通过离心铸造复合而成的辊套，并将辊套入炉加热至500～550℃，保温6～10小时后，炉冷至温度低于200℃后，出炉空冷至室温，进行粗加工；

④将粗加工后的辊套继续随炉加热至380～400℃，保温1～2小时后出炉，与加工好的热轧中碳圆钢辊轴进行热装复合，即可得到用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊，最后将其精加工至规定尺寸和精度。

3.按照权利要求2的方法，其特征在于，FeSi75硅铁合金颗粒、硅锆铁合金颗粒和金属铋颗粒的尺寸分别为0.5～2.5mm、0.5～2.5mm和1.0～2.0mm。

4.按照权利要求2的方法，其特征在于，硅锆铁合金颗粒的化学组成及其质量分数是：35～40％Zr,45～50％Si,C<0.5％,S<0.04％,P<0.04％,余量为铁及不可避免的杂质元素。

5.按照权利要求2的方法，其特征在于，②中随铁水流加入占铁水质量分数0.15～0.25％的FeSi75硅铁合金颗粒、0.08～0.10％的硅锆铁合金颗粒和0.016～0.026％的金属铋颗粒。