[发明专利]一种专用于线棒材精轧机架的冷硬铸铁轧辊及其生产工艺

摘要

本发明涉及一种轧辊及其生产工艺，尤其涉及一种专用于线棒材精轧机架的冷硬铸铁轧辊及其生产工艺，该轧辊化学成分分外层和芯部两部分配置：外层化学成分为：C：3.0～3.2％；Si：0.4～0.60％；Mn：0.3:～0.5％；P≤0.05％；S≤0.03％；Cr：1.25～1.45％；Mo：0.3～0.5％；Ni：3.0～3.5％；V：0.1～0.3％；Re：0.06～0.15％；Nb：0.2～0.4％；芯部化学成分为：C：3.0～3.5％；Si：2.2～2.60％；Mn：0.40:～0.60％；P≤0.05％；S≤0.03％；Cu：0.8～1.2％；Mg≥0.05％；余量为Fe及少量残余元素。本发明充分发挥冷硬铸铁轧辊的传统优势，通过优化的成分配置和热处理工艺的改进改善碳化物形态和轧辊显微组织结构，达到节约贵重合金资源，提高轧辊综合性能，以合理的性价比，满足轧钢企业的生产要求；轧辊在机轧制量比传统材质的贝氏体提高1.7倍，轧辊价格只有高速钢的一半。 1

主权项

1.一种专用于线棒材精轧机架的冷硬铸铁轧辊，其特征在于：所述专用于线棒材精轧机架的冷硬铸铁轧辊化学成分分外层和芯部两部分配置，其中外层化学成分为：C：3.0～3.2％；Si：0.4～0.60％；Mn：0.3～0.5％；P≤0.05％；S≤0.03％；Cr：1.25～1.45％；Mo：0.3～0.5％；Ni：3.0～3.5％；V：0.1～0.3％；Re：0.06～0.15％；Nb：0.2～0.4％；芯部化学成分为：C：3.0～3.5％；Si：2.2～2.60％；Mn：0.40～0.60％；P≤0.05％；S≤0.03％；Cu：0.8～1.2％；Mg≥0.05％；余量为Fe及少量残余元素。

2.如权利要求1所述的专用于线棒材精轧机架的冷硬铸铁轧辊，其特征在于：所述专用于线棒材精轧机架的冷硬铸铁轧辊辊面硬度为75～85HSD，抗拉强度≥300Mpa；辊颈硬度38～45HSD，抗拉强度≥600Mpa。

3.如权利要求1所述的专用于线棒材精轧机架的冷硬铸铁轧辊，其特征在于：所述专用于线棒材精轧机架的冷硬铸铁轧辊外层基体组织为VC、Mo₂C6、NbC粒状合金碳化物+贝氏体+少量马氏体；芯部组织为：球状石墨+20～25％铁素体+珠光体。

4.一种专用于线棒材精轧机架的冷硬铸铁轧辊生产方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：确定化学成分：其中该轧辊外层化学成分为：C：3.0～3.2％；Si：0.4～0.60％；Mn：0.3～0.5％；P≤0.05％；S≤0.03％；Cr：1.25～1.45％；Mo：0.3～0.5％；Ni：3.0～3.5％；V：0.1～0.3％；Re：0.06～0.15％；Nb：0.2～0.4％；芯部化学成分为：C：3.0～3.5％；Si：2.2～2.60％；Mn：0.40:～0.60％；P≤0.05％；S≤0.03％；Cu：0.8～1.2％；Mg≥0.05％；余量为Fe及少量残余元素。

步骤2：熔炼和浇注：通过两台电炉分别进行轧辊外层和芯部材料的熔炼，当外层铁水温度到温后，出炉到钢包，钢包内加入变质剂，再将铁水浇入离心机上的铸型内；当轧辊外层内表面温度下降至1200℃以下时，将辊芯铁水倒入铸型内；辊芯铁水浇注完毕后，取出轧辊进入缓冷坑，缓冷至室温后进行金加工；

步骤3：金加工：将凝固好的铸件进行车削；

步骤4：热处理：回火：回火温度450～550℃；根据轧辊直径确定回火时间，同样的工艺回火3～4次。

5.如权利要求4所述的专用于线棒材精轧机架的冷硬铸铁轧辊生产方法，其特征在于：所述步骤2中外层铁水温度达到1420～1450℃后，保温4‑6分钟后出炉到钢包，钢包内按每吨加入1～3kg重稀土变质剂的剂量预先加入钇基重稀土变质剂，当铁水温度至1450～1480℃时，将铁水浇入离心机上的铸型内；当轧辊外层内表面温度下降至1200℃以下时，将铁水倒入铸型内，辊芯铁水浇注温度为1320～1350℃；辊芯铁水浇注完毕24～48小时后，取出轧辊进入缓冷坑，缓冷至室温后进行金加工。

6.如权利要求4所述的专用于线棒材精轧机架的冷硬铸铁轧辊生产方法，其特征在于：所述步骤2中离心浇注的铸型内涂覆有醇基涂料，涂层厚度为2～3mm。

7.如权利要求4所述的专用于线棒材精轧机架的冷硬铸铁轧辊生产方法，其特征在于：所述步骤4中的回火时间根据轧辊直经尺寸计算，计算公式如下：t＝2.5D+15；其中t为回火时间，单位为min，D为轧辊直径，单位为mm。

8.一种专用于线棒材精轧机架的冷硬铸铁轧辊组件，其特征在于：所述轧辊组件包括上辊(1)和下辊(2)，所述上辊(1)包括上辊颈(11)和上辊身(12)，所述上辊身(12)上开设有至少一组环绕辊身的齿形槽(13)；所述下辊(2)包括下辊颈(21)和下辊身(22)，所述下辊身(22)上设有至少一组环绕辊身的齿形凸起(23)，所述上辊身(12)和下辊身(22)相互啮合。

9.如权利要求8所述的专用于线棒材精轧机架的冷硬铸铁轧辊组件，其特征在于：所述上辊身(12)的和下辊身(22)上的齿形槽(13)和齿形凸起(23)均有三组，所述每组齿形槽(13)有两个齿槽组成，包括第一齿槽(13‑1)和第二齿槽(13‑2)，所述第一齿槽(13‑1)深度大于第二齿槽(13‑2)深度；所述每组齿形凸起(23)对应有两个齿凸组成，包括第一齿凸(23‑1)和第二齿凸(23‑2)，所述第一齿凸(23‑1)高度大于第二齿凸(23‑2)高度。

10.如权利要求8所述的专用于线棒材精轧机架的冷硬铸铁轧辊组件，其特征在于：所述上辊身(12)与上辊颈(11)连接处，及下辊身(22)与下辊颈(21)连接处均设有弧形倒角，所述弧形倒角半径为分别为上辊颈(11)和下辊颈(21)半径的1/3。