[发明专利]一种高速钢轧辊的制备方法

说明书

本发明提供一种高速钢轧辊的制备方法，属于轧辊制备技术领域，包括如下工序：分别熔炼辊身外层高速钢水、中间层半钢钢水和芯部铁水；依次浇注轧辊的外层、中间层和芯部；待高速钢轧辊铸坯浇注完毕24‑48h后，取出并冷却至常温，进行粗加工、淬火和二次回火处理以及精加工，即得高速钢轧辊；其中，铸造工序中，采用超声波辅助离心浇注法铸造辊身外层，超声功率为700‑800W，重力倍数计为220‑350G。本发明制备方法采用超声波辅助离心铸造，有效地改善高速钢凝固组织中碳化物的形态及分布，使轧辊外层基体上获得大量细小均匀、弥散分布的MC碳化物，减轻合金元素的偏析，全面提升了轧辊的综合力学性能。

技术领域

本发明属于轧辊制备技术领域，具体涉及一种高速钢轧辊的制备方法。

背景技术

钢铁是国民经济发展中不可或缺的重要材料，广泛应用于建筑、造船、能源等各个领域。随着经济发展，众所周知，轧钢是钢铁生产中的非常重要的一个领域，而轧辊作为轧材生产过程中不可缺少的重要部件和主要消耗品之一，消耗量巨大。轧辊的消耗量能在相当大程度上反映、影响轧材的质量、生产效率和成本，首先是轧材质量下降，以热轧带钢为例，轧辊表面磨损会导致带钢存在严重的表面质量缺陷和尺寸精度以及力学性能；其次是轧钢成本高，轧辊自身价格较高，轧辊消耗折算到轧材价格中导致轧材成本上涨；此外，轧辊消耗快、换辊周期短，轧钢生产效率低也会导致钢材成本高。

轧辊材质在近一个世纪的发展中，从60年代之前采用无限冷硬铸铁，60年代使用半钢，到70年代使用高铬铸铁，发展为80年代末开始采用高速钢。高速钢轧辊已经得到很多轧辊企业的认可，并被广泛的使用。但是生产高速钢轧辊也有许多不足之处，由于合金含量很高，这就造成了生产生的困难，并且高速钢轧辊的造价也很高，所以在推广使用上受到一定的限制。另外高速钢轧辊的锻造难度大，并且在热处理时较难达到理想的效果，同时高速钢轧辊在生产时容易引起组织不均、疏松和偏析现象，使使用性能下降，这都影响了高速钢轧辊的发展。为了提高高速钢轧辊的性能，中国发明专利CN 106929770B公开了一种含铝硼高速钢轧辊的制备方法，采用电炉熔炼，含铝硼高速钢钢水的化学组成及其质量分数％是1.67-1.92C，1.13-1.36B，1.05-1.28Al，5.04-5.37Cr，2.17-2.55Mo，0.78-0.99Si，0.67-0.94Mn，1.14-1.36V，0.030S，0.032P，余量Fe，当钢水温度达到1623-1648℃时，将钢水出炉到钢包，钢包底部预先加入了非晶纳米晶变质剂，当钢水温度降至1483-1526℃时，将钢水浇入铸型，得到含铝硼高速钢轧辊毛坯，经机械加工和热处理后，轧辊具有优异的使用性能。中国发明专利CN105618715B公开了一种耐磨高速钢复合轧辊及其制备方法，复合轧辊由辊身高速钢和辊芯球墨铸铁通过离心复合铸造成一体，辊身钢水的化学组成及其质量分数控制在1.5-2.4％C、3.5-6.0％Cr、3.5-6.0％Mo、3.5-6.0％V、1.5-3.5％W、0.6-1.2％Nb、0.5-1.2％Ni、0.3-0.8％Si、0.3-0.8％Mn、S0.04％、P0.04％，余量Fe，对辊身钢水进行脱氧并采用多元微合金线对钢水进行炉外变质处理，然后在离心机上浇注成轧辊，辊芯采用球墨铸铁，轧辊经淬火后回火处理，具有硬度高、强韧性和耐磨性好等特点，具有优异的使用效果。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种采用超声波辅助离心铸造，有效地改善高速钢凝固组织中碳化物的形态及分布，使轧辊外层基体上获得大量细小均匀、弥散分布的MC碳化物，减轻合金元素的偏析，全面提升了轧辊的综合力学性能的高速钢轧辊的制备方法。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种高速钢轧辊的制备方法，高速钢轧辊包括外层、中间层和芯部；中间层形成于外层内面，内层形成于中间层内面；制备方法具体包括如下工序：

-熔炼工序，分别熔炼辊身外层高速钢水、中间层半钢钢水和芯部铁水，待用；

-铸造工序，采用辊身外层高速钢水、中间层半钢钢水和芯部铁水依次浇注轧辊的外层、中间层和芯部；以及，