[发明专利]一种低界面失效的高速钢轧辊离心复合铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及轧辊铸造技术领域，具体地说是一种低界面失效的高速钢轧辊离心复合铸造方法，该铸造方法铸造的轧辊具有界面冶金结合好、结合强度高的特性，在棒线材和板带材轧制时具有一个较低的界面失效能力且外层不易剥落。 

背景技术

目前，离心复合铸造轧辊在使用过程中发生失效的主要类型是外层从结合层处剥落，主要原因是结合层冶金结合差，结合强度低，在轧制过程中由于轧制力的作用容易发生结合层高周疲劳，随着轧制进程的延长疲劳裂纹扩展和传播，当裂纹扩展到临界剥落的值时抵抗不了轧制力的作用引发外层大面积剥落。结合层冶金结合差，结合强度低，由两方面的原因造成：一.内外层互熔层过薄造成弱结合，导致结合层结合强度低；二. 内外层互熔层过厚造成外层高合金成分过多的渗入内层球铁中，引发过渡内层球铁强度指标的下降，导致结合层结合强度降低。如中国专利CN102990031.A公开了一种高硼高速钢轧辊的离心复合铸造方法，其特征在于当外层高硼高速钢辊身内表面温度为1300-1350℃时，继续在转速为700-750转/分钟的离心机上，浇注温度1450-1470℃的过渡层高温球墨铸铁铁水，并控制过渡层浇注厚度为15-20mm，其缺点在于采用了过高的辊身内表面温度和过高的过渡层球墨铸铁铁水温度参数来实现离心浇注成型，易造成内外层互熔层过厚造成外层高合金成分过多的渗入内层球铁中，引发过渡内层球铁强度指标的下降，导致结合层结合强度低；如中国专利CN102274856.A公开了一种离心复合高速钢轧辊及其浇注方法，其特征在于离心铸造，浇注温度1420-1480℃，先铸造高速钢外层，离心重量倍数100-120G，铸造厚度90-110mm，当铸层冷却到1225-1245℃时，再离心铸造中间过渡层，铸造厚度40-60mm，离心重量倍数100-120G，当铸层冷却到1220-1240时停止，其缺点在于不同的外层化学成分离心铸造时，采用一个较窄的铸层温度参数很难精确控制外层和过渡层互熔的厚度，结合层的冶金结合质量和结合强度难以保证。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种低界面失效的高速钢轧辊离心复合铸造方法，该铸造方法铸造的轧辊具有界面冶金结合好、结合强度高的特性，在棒线材和板带材轧制时具有一个较低的界面失效能力且外层不易剥落。 

本发明的目的是通过以下技术方案解决的： 

一种低界面失效的高速钢轧辊离心复合铸造方法，其特征在于所述的铸造方法步骤如下：

1）、在离心机上高速旋转的轧辊铸型内，浇注温度为1400～1450℃的外层高温高速钢钢水，浇注完毕后向铸型内加入保护渣；

2）、当高速钢轧辊外层内表面的界面温度冷却到温度T₁＝1420-[100*C%+8*Si%+30*P%+20*S%+18*Ti%+5*(Mn%+Cu%+Al%+Ni%)+2*(Cr%+Mo%+V%+W%)]±5℃时，向恒速旋转的铸型内浇注温度为T₂＝1680-(100*C%+8*Si%)±5℃的过渡层高温球墨铸铁铁水，并控制过渡层浇注厚度为25～40mm，其中温度T₁中所涉及的各元素分别表示高速钢钢水中的化学成分重量百分含量，温度T₂中所涉及的各元素分别表示高温球墨铸铁铁水中的化学成分重量百分含量；

3）、当高速钢轧辊过渡层内表面的界面温度冷却到1050～1150℃时，停转离心机吊出轧辊铸型进行合箱，在静态下浇注温度为1330～1370℃的芯部高温球墨铸铁铁水；

4）、浇注完毕后进行保温冷却至室温开箱，粗加工后进行淬火和回火热处理，热处理后进行精加工，即得低界面失效的高速钢轧辊。

步骤1）中离心机的转速为22-28m/s。 

步骤1）中外层高温高速钢钢水浇注时铸型整体温度为80～120℃。 

步骤1）中浇注完毕后向铸型内加入5-10Kg/m²的保护渣。 

本发明相比现有技术有如下优点： 

本发明通过高温高速钢钢水中的化学成分和高温球墨铸铁铁水中的化学成分分别确定高温球墨铸铁铁水的浇注时机和浇注温度，即通过对外层内表面界面温度和过渡层球墨铸铁铁水浇注温度的精确计算和控制，实现定时、定温、定量浇注，能够显著提高结合层的冶金结合质量和结合强度，使得铸造的轧辊具有界面冶金结合好、结合强度高的特性，在棒线材和板带材轧制时具有一个较低的界面失效能力且外层不易剥落。

具体实施方式