一種耐磨復合軋輥的制造方法技術

一種耐磨復合軋輥制造方法屬于軋鋼技術領域。現有組合式復合軋輥技術推廣中存在的最大問題是外層輥套加工性能的改善和加工效率的提高。本發明專利技術通過在輥環內套外表面上開凹槽后，依次用稀鹽酸和酒精洗滌，而后在其表面及凹槽中涂覆硼砂，晾干并置于鑄型內；采用底注方法澆注外層耐磨金屬熔液，得到鑲鑄復合輥套；將鑲鑄復合輥套與鑄鋼或鍛鋼輥軸通過花鍵結合和過盈配合于一體，得到耐磨復合軋輥。本發明專利技術復合軋輥具有外表層硬度高、耐磨性好，輥芯強度高、韌性好，輥套與輥芯、輥套外表層與輥環內套結合牢靠等優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于軋鋼
，具體涉及一種耐磨復合軋輥的制造方 法，特別涉及一種輥芯和耐磨復合輥套組合而成的耐磨復合軋輥的制 造方法。
技術介紹
釆用組合式復合軋輥取代鑄造復合軋輥是解決軋鋼生產中軋輥 斷裂的有效措施。組合式復合軋輥是將軋輥的外層(輥套或輥環)和芯 部(輥軸)通過過盈配合，為了保證軋鋼所需的扭矩，通常需要在輥套 內側開鍵槽或加工出螺紋孔，通過花鍵或螺栓使輥套和輥軸結合牢 靠。釆用組合式復合軋輥，對解決斷輥，降低輥耗，提高軋鋼機作業 率具有良好的效果。在四輥寬帶鋼軋機上使用輥套、輥軸組合式復合支承輥，輥軸利用次數最高可達9次，輥套與輥軸重量比為0. 3 - 0. 5， 從而使支承輥輥耗大幅度下降。鑒于組合式復合軋輥具有許多優點， 目前國內外的多數高速線材軋機的預精軋段、精軋段以及棒材軋機和 帶鋼軋機的精軋段已廣泛采用組合式復合軋輥。組合式復合軋輥技術 推廣中存在的最大問題是外層輥套加工性能的改善和加工效率的提高。中國專利技術專利CN1428212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。采用該專利技術可獲得內外層組織和性能完全不同的復 合輥環。但該專利技術內外層是合金元素含量較高同一種材料，合金消耗 量大，生產成本較高，另外，將保溫材料板和螺栓、墊片、螺帽隨輥 環在熱處理爐內一起加熱和保溫，浪費能源，降〗氐加熱爐熱處理效率。中國專利技術專利CN1454723公開了一種高速鋼復合輥環，輥環外層 為高速鋼，輥環芯部為合金球墨鑄鐵，輥環外層的化學成分(重量％) 為C 1.2-2.5%， Si 0.3—1.5%, Mn 0.4-1.0%, Cr 3.0—6.0%， Mo 1. 0-4. 0 % ， V 1. 0-4. 0 % , W 0. 5-3. 0 % ， Nb 0. 5-2. 0 % , Ti 0. 01-0. 5 %， RE 0.01-0.5%， P<0. 05%， S<0.05%，余為Fe;輥環芯部的 化學成分(重量％)為C 3.0-3.8%, Si 2.2-3.2%, Mn 0.3-0.8%, Ni 0.2-2.0%, Cr<0. 3%, Mo < 0. 3 % ， Mg 0.03-0.1%， RE > 0.03 %, P<0. 1%， S<0. 03，余為Fe。輥環外層與內層通過離心鑄造復 合在一起，內層硬度低、加工性能好。但輥環高溫熱處理過程中，內 層機械性能明顯降低，導致輥環使用過程中易出現變形、甚至破裂現 象。另外，外層高速鋼與芯部合金球墨鑄鐵結合部位易產生鑄造缺陷， 降低結合層強度，影響組合式復合軋輥的正常使用。中國專利技術專利CN1751816也公開了一種大斷面WCP/Fe-C復合材料-球鐵復合結構輥環，由高耐磨WCP/Fe-C復合材料工作層和強韌芯 部球鐵基體合金組成，所述芯部球鐵基體合金成分范圍為3.0-3.8% C， 2.0-2. 8%Si， <0.4%Mn, 0. 2—0. 3%Mo， 3—5%Ni, 0. 04-0. 06Mg， 0.05-0. 08RE, S、 P《0. 03。該專利技術輥環表面復合材料工作層中WC顆 粒尺寸75-200 jam,體積分數可根據使用工況要求控制在50-85vol %。輥環復合材料工作層中WC顆粒分布均勻，復合材料工作層厚度 可在10 -30mm之間任意控制。輥環采用離心鑄造法制備，工藝簡單， 制造成本低，由于外層WCP/Fe-C復合材料與芯部球墨鑄鐵結合部位 易產生鑄造缺陷，降低結合層強度，影響組合式復合軋輥的正常使用。 中國專利技術專利CN1861828還公開了合金半鋼和球狀石墨鋼復合 輥環及制備方法的改進，其特征是半鋼工作層成份為CI. 80-2. 20 %， SiO. 50-0. 80 % , MnO. 80-1. 10% ， Nil. 20-1. 70% , Cr2. 80-3. 20 %， MoO. 40-0. 60% , P<0. 03%, S《0. 03%,余量為Fe及少量殘余 元素。離心澆注時分別控制工作層鋼合金半鋼溫度為測定液相線溫度 加80-100°C，內層球狀石墨鋼澆注溫度為測定的液相線溫度加 90-110°C,并在澆注的工作層界面溫度低于液相線溫度50-8(TC時澆 注內層。該專利技術得到的高碳高合金半鋼，基體組織主要為貝氏體、碳 化物及珠光體，因而具有較高的耐磨性，但工作層與內層離心復合過 程中，結合面易出現氣孔、夾雜、裂紋等鑄造缺陷，降低結合層強度, 也影響組合式復合軋輥的正常使用。
技術實現思路
本專利技術的目的在于解決現有技術中的問題，而提供一種內層加工性能好且加工量小，外層硬度高、耐磨性好，且內外層結合良好的耐 磨鑲鑄復合輥套的制造方法。本專利技術是將輥環低合金鋼內套與輥環高合金耐磨外層通過鑲鑄 方法而復合在一起，再將鑲鑄復合輥套與鑄鋼或鍛鋼輥軸通過過盈配合于一體，得到耐磨復合軋輥，具體步驟如下1) 將鋼管加工成輥環內套，并在輥環內套的外表面上開凹槽， 凹槽寬度10-15mm，凹槽深度10-12mm,凹槽間距15-25mm;2) 將輥環內套依次用稀鹽酸和酒精洗滌，干燥后在輥環內套外 表面和凹槽中涂覆一層厚度0. 8 - 1. 2mm的硼砂，晾干后置于鑄型內；其中，洗滌輥環內套的目的在于除去外表面雜質及氧化皮，輥環 內套外表面氧化物的存在將惡化外層金屬熔液與鑲鑄內套的潤濕，同 時還會阻礙金屬熔液的滲入，最終影響鑲鑄質量。涂覆硼砂可在澆注 初期，包裹輥環內套，減小氧化程度，同時硼砂受熱熔化后發生分解 反應她254(97 — 2油502 +爲03 式(1)反應產物8203可溶解輥環內套表面的氧化膜、凈化其表面，提高其潤^顯肯b力。3) 將外層耐磨金屬熔液依次通過澆口杯、直澆道、內澆道進入 金屬型腔，得到鑲鑄復合輥套；采用底注方法澆注外層耐磨金屬，可使金屬熔液平穩充入鑄型型 腔，還有利于氣體和夾雜物的排出。另外鑄型選用鑄鐵加工而成的金 屬型，具有凝固快、鑄件組織致密和生產效率高等特點。4)將鑲鑄復合輥套經澆冒口清理和表面打磨后直接退火，而后 粗加工，經淬火和回火處理后，進行精加工，最后與4壽鋼或4歐鋼輥軸通過過盈配合于一體，過盈量為0. 10-0. 15mm，同時在鑲鑄復合輥 套內側開鍵槽，通過花鍵使輥套和輥軸結合牢靠，獲得高強度組合式 耐磨復合軋輥。本專利技術耐磨復合軋輥與現有技術相比具有以下優點 (1)本專利技術耐磨復合軋輥在金屬鑄型和重力條件下凝固，組織 致密，元素不會出現偏析、軋輥不會出現開裂現象，本專利技術復合軋輥 的輥軸與鑲鑄復合輥套通過過盈配合，同時鑲鑄復合輥套內側開鍵 槽，通過花鍵使輥套和輥軸結合牢靠，因此復合軋輥軸套與輥軸結合 強度高。(2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種耐磨復合軋輥的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：　１）將鋼管加工成輥環內套，并在輥環內套的外表面上開凹槽，凹槽寬度１０－１５ｍｍ，凹槽深度１０－１２ｍｍ，凹槽間距１５－２５ｍｍ；　２）將輥環內套依次用稀鹽酸和酒精洗滌，干燥 后在輥環內套外表面和凹槽中涂覆一層厚度０．８－１．２ｍｍ的硼砂，晾干后置于鑄型內；　３）將外層耐磨金屬熔液依次通過澆口杯、直澆道、內澆道進入金屬型腔，得到鑲鑄復合輥套；　４）將鑲鑄復合輥套經澆冒口清理和表面打磨后進行熱處理和機械 加工，最后與鑄鋼或鍛鋼輥軸通過花鍵結合和過盈配合于一體，過盈量為０．１０－０．１５ｍｍ，得到耐磨復合軋輥。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：符寒光，雷永平，吳中偉，林健，邢建東，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]