[发明专利]一种增强型D2钢离心复合棒线材精轧辊的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及轧辊铸造技术领域，具体地说是一种性价比高、硬度适中并具有较高冲击韧度、较高耐磨性和较高抗热疲劳性能的增强型D2钢离心复合棒线材精轧辊的制备方法。 

背景技术

目前国内大概有800多套棒线材轧机，2013年产量在4亿吨左右，吨钢轧辊平均消耗量在0.5-0.6Kg，与国外吨钢轧辊平均消耗量在0.35Kg还有一定的差距，且国内在棒线精轧机架大量使用的是贝氏体球铁轧辊，其耐磨性差、过钢量低、孔型维持能力差和辊耗高等缺点，严重影响了轧机的作业效率和产品质量；国内部分棒线精轧机在使用或试用高速钢轧辊，均取得了良好的效果，但高速钢轧辊本身固有的缺点很难消除，制造成本高、热处理工艺复杂、使用工况条件要求苛刻、每次下机后热疲劳层（3-4mm）严重，重车量（6-8mm）大、硬度(80-90HSD)高，加工困难等。相较于高速钢轧辊增强型D2钢离心复合棒线材精轧辊具有更高的性价比、工况条件要求一般、热疲劳层（1.5-2mm）浅，重车量（3-4mm）小、硬度(73-78HSD)适中，加工容易、热处理工艺要求低等优点。但D2钢作为一种成熟的工具钢材料，大量的被使用在冷作和热作模具钢上，由于轧辊作为一种特殊用途的压延工具，对材料的工艺性能和使用性能具有更高的要求，D2钢很难满足轧辊对工艺性能和使用性能的要求。 

美国专利US20060097953公开了一种离心复合轧辊制造方法，其具体化学成分为：2.5-9%C，0.1-3.5%Si，0.1-3.5%Mn，11-40%V，余量Fe。日本专利JP2007056722也提供了一种具有高耐磨性、高韧性的高速钢轧辊材料。中国专利CN1264749公开了一种高耐磨性铸造高速钢，适用于大型耐磨件、复合轧辊工作层，它的具体化学成分（重量%）如下：1.8-4.2C，2-12W，3-12Mo，4-15Cr，0-10Co，2.5-10V，0.3-2.5Nb，0.-1.5Si，0.3-0.8Mn，0.02-0.6Al，0.02-0.1N，S≤0.03，P≤0.03，其余为Fe。该发明特点是一种高碳、高钒、高铬型铸造高速钢，铸造性能良好，耐磨性及红硬性好。以上发明提供的轧辊材料都大量使用Mo、W、V等贵重金属，制造成本高，且硬度都较高，机加工困难。中国专利CN201410085918公开了一种离心铸造的易切削高速钢轧辊制造方法，同时也公开了其退化、淬火和回火工艺以保证离心铸造态及随后的热处理过程中得到含有石墨的高速钢基体，其热处理过程复杂、升温速度慢，生产周期长等缺点。中国专利CN103352171A公开了一种高合金D2钢的轧制方法，其制造方法明显区别于离心复合制造方法，制造的产品为单一材质且离心复合轧辊比其单位成本太高。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种性价比高、硬度适中并具有较高冲击韧度、较高耐磨性和较高抗热疲劳性能的增强型D2钢离心复合棒线材精轧辊的制备方法。 

本发明的目的是通过以下技术方案解决的： 

一种增强型D2钢离心复合棒线材精轧辊的制备方法，其特征在于：所述棒线材精轧辊的制备方法步骤为：

1）、熔炼：在中频炉内加入一定配比的废钢、生铁、钼铁、铬铁、铌铁和纯镍进行熔炼，熔清后取样分析，根据炉前样成分调整炉内化学成分，使D2钢化学组分及重量百分含量到达出钢前的成分要求：C为1.7～1.8、Si为0.6～1.0、Mn为0.2～0.5、P≤0.03、S≤0.03、Ni为0.60～1.0、Mo为1.5～2.0、V为1.0～1.5、Cr为11～13、Nb为0.2～0.5、B为0.1～0.3、其余为Fe和不可避免杂质，并升温至1600～1630℃时出钢；

2）、炉外孕育变质处理：出钢过程中随流加入2～4Kg/吨钢的硅钙合金和2～4Kg/吨钢的75FeSi合金对钢水进行孕育变质处理；

3）、离心复合浇注：当包内钢水降温至1420～1460℃时快速将钢水浇入高速旋转的离心铸型内，浇完后向铸型内加入5～10Kg/m²的保护渣，当轧辊外层内表面的温度降至1200～1250℃时向铸型内浇入1300～1360℃的球铁水形成10～50mm厚的过渡层，当过渡层内表面温度降至1080～1130℃时停机合箱，随后向轧辊铸型内填入1320～1370℃的芯部球铁水，浇完后对铸型进行保温处理，冷却5～8天后开箱；

4）、粗加工及热处理：对粗加工后的轧辊分别进行淬火和回火热处理；