[发明专利]离心铸造多元共晶高合金轧辊的制造工艺

摘要

本发明涉及一种离心铸造多元共晶高合金轧辊的制造工艺，属于冶金轧辊技术领域。技术方案是：轧辊工作层材料选择共晶成分，在轧辊材料中除了钢中常存元素C、Mn、Si、P、S五大元以外，要加入不少于5种Cr、W、Mo、V、Nb、Ti、Al、Cu、B、Mg合金元素，构成多元合金化状态；控制轧辊材料的含碳量为1.3%～2.8%，质量百分数。本发明共晶成分凝固温度区间小，特别适合补缩条件不足情况下得到质量优良的铸件；铸件同时结晶，成分均匀性最好；形成集中缩孔，浇注成型金属收得率高；金属同时凝固，凝固过程的铸造应力最小；共晶成分在合金中的熔点最低，熔炼成本也低；共晶成分液体的流动性也最好；本发明改善铸造性能，耐磨性和耐热性兼顾。

主权项

一种离心铸造多元共晶高合金轧辊的制造工艺，其特征在于包括熔炼金属液、浇注、造型工序，各工序具体步骤如下：①熔炼金属液；轧辊工作层材料选择共晶成分，所谓共晶成分是合金在结晶时在一个确定的温度点完成结晶，形成并得到共晶组织；共晶成分的获得是在多种元素复合加入的条件下，根据热力学原理计算得到的；在轧辊材料中除了钢中常存元素C、Mn、Si、P、S五大元以外，要加入不少于5种Cr、W、Mo、V、Nb、Ti、Al、Cu、B、Mg合金元素，构成多元合金化状态；控制轧辊材料的含碳量为1.3%～2.8%，质量百分数；所述加入不少于5种合金元素，根据轧辊工作条件，确定合金元素含量，最终得到共晶成分；轧辊工作条件是中轧机，合金元素的具体种类是C、 Cr 、Ni  、Mo  、V 、Nb 、W 、B，质量百分含量分别为：1.3‑2.8%、5‑20%、2‑6%、1‑10%、1‑10%、0.5‑5%、0‑8%、0‑1.2%；轧辊工作条件是精轧机，合金元素的具体种类是 C、 Cr 、Ni  、Mo  、V 、Nb 、W 、B，，质量百分含量分别为：1.3‑2.8%、5‑30%、3‑6%、1‑10%、1‑10%、0.5‑5%、0‑8%、0‑1.2%；用电弧炉或者感应炉熔炼金属液，采用高温熔化工艺，比常规熔化温度高20℃，温度范围是1520‑1600 ℃ ，熔炼成轧辊工作层金属液；②浇注；按照高温出铁、低温浇注的原则进行轧辊工作层离心浇注；在离心浇注之前，选择与轧辊直径相匹配的离心模，在离心模内部涂刷耐热材料涂料，将离心模放入烘干炉内烘干脱水；烘干温度400‑450℃，待耐热材料中水分完全排除后，取出离心模，安装端盖，端盖中间带孔，以便浇注金属液，用固定螺栓将端盖固定牢固，放到离心机上旋转；离心机端部安装金属液浇口杯，浇口杯位于端盖中心孔处，防止与旋转的离心模碰撞；开动离心机，在离心模转动状态下浇入轧辊工作层金属液，浇注完成后，为防止金属液内表面氧化，撒入玻璃渣，撒入量为轧辊工作层金属液浇入量的2‑10%，质量比，玻璃渣覆盖工作层金属内表面，形成熔融液体，覆盖在轧辊工作层金属液内表面；轧辊工作层金属液在离心模转动状态下完成凝固；轧辊工作层金属液浇注完毕后，离心模继续旋转15‑60分钟，保证金属液完全凝固，构成轧辊工作层；③造型；熔炼轧辊辊颈材料和轧辊芯部材料，轧辊辊颈材料和轧辊芯部材料相同，并使它们与轧辊工作层金属液凝固同步；轧辊铸型为立式，即型腔自下而上是：下辊颈、辊身、上辊颈、冒口；同时浇注轧辊芯部、轧辊工作层、辊辊颈，完成凝固冷却后，开箱、粗加工、热处理精加工至成品。