[发明专利]用于轧制铝合金板材的CADI辊套及其制备方法

说明书

用于轧制铝合金板材的CADI辊套及其制备方法，属于轧制技术领域。采用中频感应电炉熔炼，先将电解铜和占炉料总质量分数10‑12％的生铁置于电炉底部，然后依次放入增碳剂、铌铁、钨铁、钼铁、铬铁和废钢，一起混合加热熔化，铁水熔清后，加入锰铁和硅铁，将铁水升温至1503‑1517℃，加入0.10wt.％纯铝脱氧，然后进行球化和孕育处理，最后进行等温淬火处理，获得强韧性和耐磨性好的CADI辊套，用于轧制铝合金板材，可以改善板材表面质量，推广应用具有良好的经济和社会效益。

技术领域

本发明公开了一种用于轧制铝合金板材的辊套及其制备方法，特别涉及用于轧制铝合金板材的CADI辊套及其制备方法，属于轧制技术领域。

背景技术

目前，传统的材料为32Cr3Mo1V的辊套自上世纪90年代问世以来，在铝合金板轧制行业中占有主导地位，上述32Cr3Mo1V的辊套的化学成份重量百分比如下：C：0.27-0.37、Mn：0.20-0.50、Si：0.20-0.40、Cr：2.70-3.20、Ni：≤0.30、Mo：0.80-1.10、V：0.15-0.25、Cu：≤0.25、P：≤0.025、S：≤0.025。但是上述32Cr3Mo1V的辊套存在以下问题：1)在轧制铝合金板材过程中辊套时有爆套现象发生，从而造成辊套报废，而造成上述辊套爆套的主要原因是辊套材料的冲击性能低下，其无法克服轧制时工作应力以及和热套后辊套应力的叠加。2)辊套轧制铝合金板材时间不长，辊套表面龟裂、内壁产生微裂纹和漏水现象，导致使用寿命降低。主要也是材料回火脆性现象严重，高温疲劳性能低下造成的。为了解决轧制铝合金板材的辊套存在的上述问题，中国发明专利CN105149358A公开了一种铝合金连续铸轧用复合材料辊套及其制造工艺，复合材料辊套包括复合的金属外套和铜质合金内套，金属外套的厚度为10-30mm，铜质合金内套的厚度为20-40mm，所述金属外套为钢质外套或者铜合金外套。其中，铜质合金内套材质的导热系数100-420W/M·K。该发明的复合材料辊套用于铝合金连续铸轧，通过金属外套(钢质或铜合金)与铜合金材料内套的无缝复合，一方面辊套本身具有较高的硬度和强度，较好的耐高温、抗热疲劳和抗热变形性能，保证辊套具有较长的使用寿命；另一方面，还具有良好的导热性，在铝合金连续铸轧过程中，能够使得液态铝合金快速结晶，提高辊套的运行速度和设备的生产能力。中国发明专利CN110449558A还公开了一种用于高速铸轧机的铸轧辊，包括辊芯、套装在辊芯外的辊套以及设于辊芯的轴向两端并用于封闭辊芯与辊套的密封组件；辊芯与辊套的接触面紧密配合；辊芯的外壁上开设有表面沟槽；沿着辊芯的轴向设有至少两个冷却水道，分别用作进水和回水；沿着辊芯的径向设有连通冷却水道与表面沟槽的径向通孔。该发明铸轧辊辊芯成组构成左右相对的对称辊组后，既可适用于高强铝合金薄带高速辊式铸轧生产铸机的要求，也可适用于中低速厚带辊式铸轧生产铸机的需求，尤其适应高强合金高速薄带辊式铸轧的生产铸机的需求，并具有优良的控制能力，能满足高速铸轧生产的要求。中国发明专利CN106244935A还公开了超纯净32Cr3Mo1V钢辊套化学成份配比及其制造工艺，该发明通过改变化学成份和调质热处理方法使超纯净32Cr3Mo1V辊套的综合机械性能有了极大的提高，其克服了材料的回火脆性，尤其是辊套抗热疲劳裂纹的强度及使用寿命大大提高，其具有优良的综合机械性能，辊套的强度、硬度与塑性、冲击性能达到了统一。在工业生产中，使用高速轧机轧制铝合金板材时，尤其是轧制一些高强度铝合金板材时，由于铝合金材料变形发热、板材不良或润滑不均等问题，在轧制过程中容易造成铝合金板材横向的串动，加剧辊套的磨损。

发明内容

本发明目的针对目前用于轧制铝合金板材的辊套存在热疲劳性能差，耐磨性低，使用寿命短等不足，在等温淬火球墨铸铁(Austempered Ductile Iron，简称ADI)的基础上，突破传统研究思路，向ADI中引入强碳化物形成元素，开发含碳化物等温淬火球墨铸铁(Carbidic Austempered Ductile Iron，简称CADI)。CADI不仅具有ADI质量轻、韧性和吸震性好等特点，同时耐磨性更加优异，用于制造轧制铝合金板材的辊套，可以克服现有辊套的不足，延长辊套使用寿命。