專利名稱：軋制型鋼用復合輥環的制造方法
技術領域：
本發明屬于軋鋼技術領域，涉及一種用于各類型鋼軋機軋制型鋼用復合輥環的制造方法。
本發明復合輥環與現有技術相比具有以下優點①用本發明制造復合輥環，工藝簡單，克服了傳統復合鑄造輥環需要兩套熔煉設備同時熔化內、外層金屬，復合層易出現氣孔、夾雜、疏松、分層等鑄造缺陷，降低結合層強度，影響復合輥環質量。
②用本發明制造復合輥環克服了傳統復合鑄造輥環高溫熱處理時，內層強度明顯下降，輥環使用時易變形、開裂，以及內外層材料熱物理性能不同，高溫熱處理時，熱應力大，結合層易開裂。
③用本發明制造復合輥環，選擇合適厚度的保溫材料板保護輥環內層，選擇合適直徑高強度耐熱鋼螺栓固定保溫材料板，淬火處理后可獲得外層硬度高、耐磨性好，內層硬度低、加工性能好的復合輥環。
本發明復合輥環淬火加熱時內層用保溫材料板保護，保溫材料板厚度小于15mm，輥環淬火冷卻時，保溫材料板的保溫效果差，內層冷卻快，淬火后輥環內層組織中含有較多高硬度的馬氏體或貝氏體，加工性能差。保溫材料板厚度超過45mm，保溫材料板體積過大，淬火熱處理時占用的爐膛體積多，降低了熱處理爐的工作效率。保溫材料板厚度15mm～45mm既有良好的保溫效果，占用的爐膛體積適中，用于熱處理復合輥環效果最好。
本發明復合輥環淬火加熱時固定保溫材料板的高強度耐熱鋼螺栓直徑小于φ10mm，由于高溫加熱和保溫時，螺栓強度下降，易出現變形和斷裂，影響保溫材料板的保溫效果。高強度耐熱鋼螺栓直徑大于φ55mm，螺栓重量增加，增加了輥環淬火時搬運的難度，同時螺栓直徑過大，增加了吸熱量，降低了熱處理的加熱效率。此外螺栓直徑過大，由于鋼的導熱性好，輥環淬火冷卻時，輥環內層的熱量易于沿螺栓傳遞，增大了輥環內層的冷卻速度，淬火后輥環內層組織中含有較多高硬度的馬氏體或貝氏體，加工性能差。高強度耐熱鋼螺栓直徑φ10mm～φ55mm，既保證了足夠的連接強度，同時又不會使輥環內層過多的熱量沿螺栓傳遞，保證了保溫材料板的保溫效果，有利于通過熱處理獲得復合輥環。
下面結合附圖和發明人依本發明的技術方案所完成的實施例對本發明作進一步的詳細描述。這些實施例僅是本發明的較佳的實施例，但本發明并不限于這些實施例。
實施例1用離心鑄造方法整體澆注高速鋼輥環，輥環毛坯尺寸φ305/φ130×100(mm)，輥環的化學成分如下(重量％)1.58C，0.74Si，0.55Mn，1.02Ni，4.89W，4.53Mo，1.78V，2.81Nb，7.34Cr，1.32Co，0.024S，0.027P，其余為Fe。輥環退火處理后進行粗加工，退火處理工藝是輥環在熱處理爐內隨爐加熱到920℃，保溫5h，爐冷，退火后輥環硬度31.4HRC。粗加工后的輥環尺寸為φ287/φ157×92(mm)。粗加工后輥環進行淬火和回火處理。輥環淬火時按附

圖1所示的方式將輥環4內層用保溫材料板3保護。保溫材料板3厚度為24mm，保溫材料板3直徑φ230mm，比輥環4允許報廢尺寸φ255mm小25mm，保溫材料板3由直徑φ14mm的高強度耐熱鋼螺栓5、墊片2和螺帽1固定。高速鋼輥環淬火處理工藝是高速鋼輥環4連同保溫材料板3、高強度耐熱鋼螺栓5、墊片2和螺帽1一起隨爐加熱到1060℃，保溫3h，然后快速冷卻，淬火后輥環4外層獲得了高硬度的馬氏體組織，硬度大于62HRC，內層獲得了低硬度的珠光體組織，硬度小于32HRC。輥環4淬火后在560℃回火兩次，回火后輥環4磨削加工到成品尺寸φ285/φ160×90(mm)。輥環4回火處理后外層由于有部分殘余奧氏體轉變為馬氏體，硬度進一步提高，硬度大于65HRC，內層硬度變化不大，用本發明獲得的高速鋼復合輥環內層硬度低，銑鍵槽和鉆螺紋孔方便，效率高、速度快；外層硬度高，耐磨性好，應用于高速線材軋機預精軋機組上，使用壽命比高鎳鉻無限冷硬鑄鐵輥環提高10倍以上。
實施例2用離心鑄造方法整體澆注高鉻鑄鐵輥環，輥環毛坯尺寸φ372/φ190×115(mm)，輥環的化學成分如下(重量％)3.12C，0.83Si，0.75Mn，1.02Ni，1.53Mo，20.84Cr，0.037S，0.028P，其余為Fe。輥環退火處理后進行粗加工，退火處理工藝是輥環在熱處理爐內隨爐加熱到900℃，保溫6h，爐冷，退火后輥環硬度29.7HRC。粗加工后的輥環尺寸為φ352/φ218×107(mm)。粗加工后輥環進行淬火和回火處理。輥環淬火時按附圖1所示的方式將輥環4內層用保溫材料板3保護。保溫材料板3厚度為28mm，保溫材料板3直徑φ280mm，比輥環4允許報廢尺寸φ305mm小25mm，保溫材料板3由直徑φ16mm的高強度耐熱鋼螺栓5、墊片2、螺帽1固定。高鉻鑄鐵輥環淬火處理工藝是高鉻鑄鐵輥環4連同保溫材料板3、高強度耐熱鋼螺栓5、墊片2和螺帽1一起隨爐加熱到1020℃，保溫4h，然后快速冷卻，淬火后輥環4外層獲得了高硬度的馬氏體組織，硬度大于60HRC，內層獲得了低硬度的珠光體組織，硬度小于32HRC。輥環4淬火后在500℃回火一次，回火后輥環4磨削加工到成品尺寸φ350/φ220×105(mm)。輥環4回火處理后外層由于有部分殘余奧氏體轉變為馬氏體，硬度進一步提高，硬度大于62HRC，內層硬度變化不大，用本發明獲得的高鉻鑄鐵復合輥環內層硬度低，銑鍵槽和鉆螺紋孔方便，效率高、速度快；外層硬度高，耐磨性好，應用于棒材軋機切分機組上，使用壽命比高鎳鉻無限冷硬鑄鐵輥環提高2倍以上。
權利要求
1.一種用于各類型鋼軋機軋制型鋼用復合輥環的制造方法，采用耐磨合金澆注成整體輥環，經退火處理后進行粗加工，經淬火和回火處理后進行精加工；其特征在于，在輥環淬火加熱前將輥環內層用保溫材料板進行保護，保溫材料板由高強度耐熱鋼螺栓固定，保溫材料板和螺栓隨輥環在熱處理爐內一起加熱和保溫，然后再一起進行快速冷卻，當輥環外層冷卻到常溫時，即可獲得內外層組織和性能完全不同的復合輥環。
2.如權利要求1所說的復合輥環制造方法，其特征在于，所述保溫材料板的厚度為15mm～45mm。
3.如權利要求1所說的復合輥環制造方法，其特征在于，所述用于固定保溫材料板的高強度耐熱鋼螺栓直徑為φ10mm～φ55mm。
全文摘要
本發明公開了一種用于各類型鋼軋機軋制型鋼用復合輥環的制造方法，采用耐磨合金澆注成整體輥環，輥環淬火加熱前用將輥環內層用保溫材料板保護，保溫材料板由高強度耐熱鋼螺栓、墊片和螺帽固定，保溫材料板和螺栓、墊片、螺帽隨輥環在熱處理爐內一起加熱和保溫，在隨后的快速冷卻中，輥環外層冷卻快，淬火組織中可獲得高硬度的馬氏體或貝氏體組織，輥環內層由于保溫材料板的保溫作用，冷卻緩慢，淬火后輥環內層主要是珠光體組織，硬度較低，具有很好的加工性能，既可以方便地銑鍵槽，也可以方便地在內層鉆螺紋孔。采用本發明可獲得內外層組織和性能完全不同的復合輥環。本發明制造復合輥環生產工藝簡單、生產效率高，輥環質量好，內層加工性能好。
文檔編號B21B27/03GK1428212SQ02145549
公開日2003年7月9日 申請日期2002年12月24日 優先權日2002年12月24日
發明者符寒光, 邢建東, 杜建銘 申請人:西安交通大學