[发明专利]一种半钢复合辊套及其制备方法

说明书

本发明涉及机械加工及铸造技术领域，具体公开一种半钢复合辊套及其制备方法。所述半钢复合辊套包括外层和芯部，所述外层和芯部的厚度比例为1:1.2‑1.5。所述半钢复合辊套的制备方法包括：S1、熔炼；S2、离心浇注；S3、退火、淬火和回火。本发明提供的半钢复合辊套既能实现辊环外层和芯部的有机复合，又能防止外层合金融入内层，可很好的保证内外层各自的使用性能，使半钢复合辊套兼具高硬度的外层、高韧性的芯部以及芯部对ZG35法兰的良好焊接性能。实现了通过离心浇注的方法保证半钢复合辊套的原有结构和高性能。

技术领域

本发明涉及机械加工及铸造技术领域，尤其涉及一种半钢复合辊套及其制备方法。

背景技术

冶金、水泥及发电等行业的发展离不开大型辊压机轴，为保证出料粒度，提升砖瓦烧成质量及煤炭烧结质量，对大型辊压机轴中的破碎辊套的性能及使用寿命等方面要求越来越高。例如，水泥材料中的石灰石、钢渣、矿渣、石膏等非常坚硬，很容易造成辊压机轴的损坏；其次，破碎石灰石、钢渣、矿渣等不同材质时辊压机轴的受力情况也不同，但材料为混合物料时辊压机轴各部分受力不均一，容易导致辊压机轴不同部位不同程度的损坏。

为了提高辊套外层的耐磨性，目前出现了采用双合金离心浇注的方法，通过该方法可浇注得到具有高硬度和耐磨性的外层和高韧性的芯部的辊套。该方法虽极大的提高了辊套的外层的耐磨性，但是离心浇铸方法与传统的砂型铸造的方法相比，其辊套芯部用于连接辊轴的法兰无法与辊套一体成型，需要通过焊接的方法固定在辊套的芯部。但双合金离心浇铸得到的辊套的芯部与常法铸造的ZG35法兰焊接性能较差，易导致法兰与辊套的脱离。同时，普通的双金属离心铸造的内外层合金相差较大，外层与芯部界面结合差、结合强度低。上述情况均限制了双合金离心浇注法在制备辊套领域的推广使用。

发明内容

针对现有复合辊套存在的上述问题，本发明提供一种半钢复合辊套及其制备方法，该半钢复合辊套的芯部与外层的结合性能较好，且与常法铸造的ZG35法兰焊接性良好，实现了离心浇注高性能辊套与法兰的高强度焊接结合。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种半钢复合辊套，包括外层和芯部，所述外层和芯部的厚度比例为1:1.2-1.5；

所述外层的合金元素组成及质量百分比为：C：1.7～2.1％，Si：0.4～1％，Mn：0.7～1.0％，P≤0.035％，S≤0.03％，Cr：1.4～2.0％，Mo：0.2～0.8％，Ni+V：1.0～2.0％，余量为Fe和不可避免的杂质；

所述芯部的合金元素组成及质量百分比为：C：0.3～0.35％，Si：0.25～0.5％，Mn：0.3～1.0％，P≤0.03％，S≤0.03％，Cr≤0.2％，余量为Fe和不可避免的杂质。

相对于现有技术，本发明提供的半钢复合辊套的复合浇注层分成具有特定厚度比例的外层和芯部两层，并同时限定了两层复合浇注层中的合金元素组成及含量。上述两层复合浇注层在特定浇注条件下，实现辊环外层和芯部的有机复合，又能防止外层合金融入内层，可很好的保证内外层各自的使用性能，使半钢复合辊套兼具高硬度的外层、高韧性的芯部以及芯部对ZG35法兰的良好焊接性能。实现了通过离心浇注的方法保证半钢复合辊套的原有结构和高性能。

本发明还提供所述半钢复合辊套的制备方法。该制备方法，至少包括以下步骤：

S1、对所述外层和芯部的原料进行熔炼，分别得到外层钢水和芯部钢水；在熔炼所述芯部的原料的过程中，添加相当于所述芯部的原料质量0.18-0.22％的稀土对所述芯部钢水进行变质处理；

S2、先离心浇注所述外层钢水，再离心浇注所述芯部钢水，在所述芯部钢水浇注过程中，所述芯部的厚度每增加28-32mm，则浇注断流2-3min；浇筑完毕后继续离心1-1.5h，得到辊坯；

S3、对所述辊坯依次进行退火、淬火和回火处理，得到所述半钢复合辊套。