[发明专利]一种高性能粗轧工作辊的制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能粗轧工作辊的制备方法，属于铸造领域，首先将铌铁与碳粉加入球磨机内，利用硬质合金球互磨，加入液体石蜡，烘干并压制成试样块待用；然后熔炼基体材料成钢液并按重量百分比加入试样块以及稀土元素铈（Ce），经过电磁搅拌后出钢、浇注并进行热处理形成成品。本发明的制备方法提高工作辊的强度、韧性以及耐磨性，冷热疲劳性能也得到明显改善。

技术领域

本发明涉及铸造领域，尤其是一种工作辊的制备方法。

背景技术

随着钢铁行业尤其是高强钢市场的回暖，高强钢等高附加值产品供不应求，钢铁厂家通过提高轧辊在机周期，加大在机辊役来增加单位时间内的钢板产量，而轧辊作为轧机的主要部件，提高轧辊的使用性能用来满足用户提高轧辊在机周期等使用需求迫在眉睫。而延长轧辊在机周期不仅要求轧辊具有良好的强度来提高基体耐磨性，又需要产品具有一定的韧性提高抗事故性能。细晶强化及第二相质点强化因既能提高基体强度，又能提高材料韧性而成为广大科研工作者优化材料的首选。

如何设计全新粗轧工作辊的基体成分，如何设计铸造参数，如何设计与新材料粗轧工作辊相匹配的热处理工艺等技术参数都是开发新的粗轧工作辊材料急需解决的问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种高性能粗轧工作辊的制备方法，提高工作辊的强度、韧性以及耐磨性，冷热疲劳性能也得到明显改善。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种高性能粗轧工作辊的制备方法，首先将铌铁与碳粉加入球磨机内，利用硬质合金球互磨，加入液体石蜡，烘干并压制成试样块待用；然后熔炼基体材料成钢液并按重量百分比加入试样块以及稀土元素铈(Ce)，经过电磁搅拌后出钢、浇注并进行热处理形成成品。

本发明技术方案的进一步改进在于：钢液化学成分为C1.2-1.4％；Si 0.7-0.9％；Mn 0.5-0.6％；P≤0.05％；S≤0.06％；Cr 10-11％；Ni 0.4-0.5％；Mo 8-9％；W 3-4％；Nb0.8-0.9％；Ce 0.05-0.1％。

本发明技术方案的进一步改进在于：具体步骤包括：

步骤A：向球磨机内加入铌铁与碳粉，利用硬质合金球互磨，加入液体石蜡，烘干并压制成试样块待用；

步骤B：在感应熔炼炉内熔炼基体材料，钢液达到设计要求后提温至1600～1700℃，加入步骤A中的试样块并加入稀土元素铈(Ce)，进行电磁搅拌；

步骤C：在钢液温度控制在1650-1750℃出钢并及时进行吹氩，当钢包内温度为1500-1580℃时进行整体浇注；

步骤D：浇注后一段时间开箱得到毛坯；

步骤E：毛坯经初次加工后进行整体高温热处理，高温热处理结束后采用喷雾并空冷处理，空冷至辊身300-350℃后装炉回火，经回火后卸炉进行后续加工直至成品。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤A中铌铁与碳粉质量比为1：1.5，互磨时间为72h，石蜡为5wt％，烘干温度为100～130℃，试样块尺寸为1～3mm。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤B中试样块的加入量为钢液重量的0.5-0.8％，稀土元素铈(Ce)的加入量为钢液重量的0.09-0.15％，电磁搅拌时间为3～5min。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤C中氩气压力0.2-0.6MPa，吹氩同时充分搅拌钢液，使钢液内部温度均匀及浮渣。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤D中浇注完毕20～24h后进行热开箱，放入电阻炉内密封缓冷至炉温≤200℃可卸炉，电阻炉提前预热温度为500～600℃。