阅读说明：本技术 一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法 (High-wear-resistance high-chromium cast iron universal roll collar and preparation method thereof ) 是由 刘娣 杜江伟 杜旭景 胡兵 于 2021-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法,属于机械加工技术领域,各合金元素成分及重量百分含量为C：2.00～3.00%,Si：0.30～1.20%,Mn：0.50～1.50%,P≤0.03%；S≤0.03%,Cr：12.0～22.0%,Ni：0.50～3.00%,Mo：0.60～2.00%,V：0.10-2.00%,其余为Fe和不可避免的杂质；将配好的合金原料放入中频炉中熔炼后采用整体方式进行浇注。本发明制备的万能辊环的综合性能能够满足型钢轧线万能轧机水平辊环的要求,延长了在机周期,提高了轧材的过钢量,且提升了轧材表面质量；整体浇注方式提高了辊环组织的致密性,改善了产品整体的使用效果。(The invention relates to a high-wear-resistance high-chromium cast iron universal roll collar and a preparation method thereof, belonging to the technical field of machining, wherein the high-wear-resistance high-chromium cast iron universal roll collar comprises the following alloy elements in percentage by weight: 2.00-3.00%, Si: 0.30-1.20%, Mn: 0.50-1.50% and P is less than or equal to 0.03%; s is less than or equal to 0.03%, Cr: 12.0-22.0%, Ni: 0.50-3.00%, Mo: 0.60-2.00%, V: 0.10-2.00%, and the balance of Fe and inevitable impurities; and putting the prepared alloy raw materials into an intermediate frequency furnace for smelting, and then pouring in an integral mode. The universal roll collar prepared by the method has the advantages that the comprehensive performance can meet the requirements of a horizontal roll collar of a universal rolling mill on a section steel rolling line, the machine period is prolonged, the steel passing amount of a rolled material is increased, and the surface quality of the rolled material is improved; the integral casting mode improves the compactness of the roll collar structure and improves the integral using effect of the product.)

一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法，属于机械加工技术领域。

背景技术

型钢万能轧机的机架工作时型钢腹板及翼缘与水平辊环外圆及两端面接触，水平辊环的主要工作面为外圆及两端面，型钢翼缘和腹板对辊环进行连续式接触磨损，水平辊环必须具备良好的耐磨损性能和抗事故性能，即要求水平辊环具有较高的耐磨性，同时硬度降落要小。

目前型钢万能轧机水平辊环可选用的材质包括石墨钢、半钢和高碳半钢，上述三种材质的水平辊环强韧性较好，但耐磨性较差，存在轧制周期短、不耐磨的问题。而高铬铸铁材质中含有较高Ni、Cr、Mo、V等合金元素，可通过合理控制各合金元素的含量以及合理的冶炼、浇注及热处理工艺，得到基体组织为马氏体、残奥+碳化物且组织中弥散分布着颗粒状碳化物的水平辊环，能够保证水平辊环良好的耐磨性。所制备的水平辊环成品的硬度可保持60HSD以上，下机辊面较常规材质光滑，有效提高了轧材表面质量和成材率。

发明内容

本发明的目的是提供一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法，使轧辊能够适应型钢轧机万能机架复杂的轧制条件，具有高耐磨性、良好的抗热裂性能等综合性能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高耐磨高铬铸铁万能辊环，所述高铬铸铁的各合金元素成分及重量百分含量为C：2.00～3.00％，Si：0.30～1.20％，Mn：0.50～1.50％，P≤0.03％，S≤0.03％，Cr：12.0～22.0％，Ni：0.50～3.00％，Mo：0.60～2.00％，V：0.10-2.00％，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明技术方案的进一步改进在于：高铬铸铁的各合金元素成分及重量百分含量为C：2.30～2.80％，Si：0.80～1.00％，Mn：0.80～1.20％，P≤0.03％，S≤0.03％，Cr：15.0～20.0％，Ni：1.40～2.00％，Mo：1.40～2.00％，V：0.70-1.20％，其余为Fe和不可避免的杂质。

一种制备高耐磨高铬铸铁万能辊环的方法，包括如下步骤：

(1)将配好的合金原料放入中频炉中熔炼，并调整化学成分；

(2)将步骤(1)熔炼成的钢液镇静一段时间；

(3)在步骤(2)的钢液达到浇注温度时，可采用整体方式进行浇注；

(4)将步骤(3)浇注完成的铸件机械加工后在一定温度下进行淬火处理，然后进行冷却；

(5)在步骤(4)冷却到一定温度时，进行回火处理，得到高耐磨高铬铸铁万能辊环。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤(2)中钢液镇静时间≥20min。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤(3)中的浇注温度≥(钢液熔点)+80℃。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤(4)中的淬火温度为1050-1200℃。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤(5)在冷却至350-450℃后，进行不少于两段回火处理，回火温度分别为550-650℃，回火时间分别为30-40h。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：

本发明通过合理控制各合金元素的含量及相应比例，制备得到的万能辊环的综合性能能够满足型钢轧线万能轧机水平辊环的要求，较常规材质延长了在机周期，并提高了轧材的过钢量，高铬铸铁辊环单次过钢量为半钢辊环的1.5倍，且提升了轧材表面质量。

本发明通过整体浇注的生产方式，提高了辊环组织的致密性，改善了产品整体的使用效果；通过钢液镇静时间和浇注温度的协同控制，提高了产品的铸造质量和组织保障力，使得在机周期显著增长。

本发明通过采用淬火回火工艺，既保证了水平辊环较高的辊面硬度和组织均匀性，又防止了高合金材质的开裂风险。

附图说明

图1是本发明实施例1的辊环金相组织图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明做进一步详细说明：

本发明公开了一种高耐磨高铬铸铁万能辊环及其制备方法，目的是制备兼有优良的抗热裂性及抗事故性能的高铬铁万能辊环，有效延长在机周期并提高轧材过钢量，且对轧材表面质量有明显的改善。

一种高耐磨高铬铸铁万能辊环，所述高铬铸铁的各合金元素成分及重量百分含量为C：2.00～3.00％，Si：0.30～1.20％，Mn：0.50～1.50％，P≤0.03％；S≤0.03％，Cr：12.0～22.0％，Ni：0.50～3.00％，Mo：0.60～2.00％，V：0.10-2.00％，其余为Fe和不可避免的杂质；优选C：2.30～2.80％，Si：0.80～1.00％，Mn：0.80～1.20％，P≤0.03％；S≤0.03％，Cr：15.0～20.0％，Ni：1.40～2.00％，Mo：1.40～2.00％，V：0.70-1.20％，其余为Fe和不可避免的杂质。

一种制备高耐磨高铬铸铁万能辊环的方法，包括如下步骤：

(1)将配好的合金原料放入中频炉中熔炼，并调整化学成分；

(2)将步骤(1)熔炼成的钢液镇静≥20min；

(3)在步骤(2)的钢液≥(钢液熔点)+80℃时，采用整体方式进行浇注；

(4)将步骤(3)浇注完成的铸件机械加工后在1050-1200℃下进行淬火处理，然后进行冷却；

(5)冷却至350-450℃后，进行不少于两段回火处理，回火温度分别为550-650℃，回火时间分别为30-40h，得到高耐磨高铬铸铁万能辊环。

实施例1：

(1)将配好的合金原料放入中频炉中熔炼，原料合金成分及各合金成分的重量百分含量为C：2.40％，Si：0.80％，Mn：0.85％，Cr：15.0％，Ni：1.45％，Mo：1.40％，V：0.85％，P≤0.03％；S≤0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质。

(2)在步骤(1)熔炼完成后，钢液镇静时间25min。

(3)当钢液温度达到钢液熔点+80℃时开始采用整体方式进行浇注；

(4)将步骤(3)浇注好的铸件进行机械加工后进行淬火处理，淬火温度为1060℃，然后进行冷却；

(5)冷却到420℃时，停止冷却并进行两段回火处理，回火温度为570±5℃，回火时间分别为35h，得到高耐磨高铬铸铁万能辊环，辊环的金相组织图如图1所示。

实施例2～4、对照例1～3

各实施例及对照例的制造方法工艺步骤与实施例1基本相同，对照例1为常规半钢材质，不同之处具体见下表：

实施例1～4和对照例1～3的检测结果如下：

对于上述实施例中的检测结果看，高耐磨高铬铁水平辊环的工作层硬度为60～75HSD，符合工作要求。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围。