易磨削锻钢冷轧辊的制造方法
阅读说明：本技术 易磨削锻钢冷轧辊的制造方法 (Manufacturing method of easily-ground forged steel cold roll ) 是由 陈伟 王永 王进义 胡现龙 谢晶 兰勇 侯兴慧 于 2019-10-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种易磨削锻钢冷轧辊的制造方法,包括按照化学成分及重量百分比冶炼和锻造辊坯、预备热处理以及最终热处理；化学成分及重量百分比如下：碳0.82～0.92%；硅0.50～0.80%；锰0.30～0.50%；磷≤0.020%；硫≤0.015%；铬4.80～5.10%；镍0.30～0.60%；钼0.20～0.50%；其余为铁和不可避免的杂质；最终热处理包括整体预热、表面淬火处理、冷处理以及回火处理；冷处理温度为-75～-55℃,时间为2～4h。本发明一方面对冷轧辊成分进行设计并匹配合适的热处理工艺,另一方面对冷处理温度进行优化,最终能够制得磨削粗糙度差异在Ra0.1μm以内的锻钢冷轧辊。(The invention discloses a manufacturing method of an easily-ground forged steel cold roll, which comprises the steps of smelting and forging a roll blank according to chemical components and weight percentages, performing preliminary heat treatment and performing final heat treatment; the chemical components and the weight percentage are as follows: 0.82-0.92% of carbon; 0.50-0.80% of silicon; 0.30-0.50% of manganese; phosphorus is less than or equal to 0.020%; sulfur is less than or equal to 0.015 percent; 4.80-5.10% of chromium; 0.30-0.60% of nickel; 0.20-0.50% of molybdenum; the balance of iron and inevitable impurities; the final heat treatment comprises integral preheating, surface quenching treatment, cold treatment and tempering treatment; the cold treatment temperature is-75 to-55 ℃, and the time is 2 to 4 hours. According to the invention, on one hand, the components of the cold roll are designed and matched with a proper heat treatment process, and on the other hand, the cold treatment temperature is optimized, so that the forged steel cold roll with the grinding roughness difference within Ra0.1 mu m can be finally prepared.)
技术领域
本发明属于锻钢冷轧辊技术领域，具体涉及一种易磨削锻钢冷轧辊的制造方法。
背景技术
随着钢铁冷轧行业的快速发展，对冷轧板材表面质量的要求越来越高，板材的表面粗糙度是衡量板材表面质量的重要标准，随之带来对冷轧辊的表面粗糙度也提出更高要求，尤其对轧辊表面粗糙度的均匀性和磨削一致性提出了更高的要求，但实际磨削的过程中发现，目前常规材质的锻钢冷轧辊磨削后的粗糙度均匀性和磨削一致性差异较大，无法满足高等级钢板轧制时对冷轧辊表面粗糙度的要求；此外，在当前大力推进磨削自动化和智慧制造的进程中，由于锻钢冷轧辊磨削一致性差，给自动化磨辊的实现也带来了较大困难。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种磨削粗糙度差异在Ra0.1μm 以内的易磨削锻钢冷轧辊的制造方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种易磨削锻钢冷轧辊的制造方法，包括按照化学成分及重量百分比冶炼和锻造辊坯、预备热处理以及最终热处理。
所述化学成分及重量百分比如下：碳0.82～0.92%；硅0.50～0.80%；锰0.30～0.50%；磷≤0.020%；硫≤0.015%；铬4.80～5.10%；镍0.30～0.60%；钼0.20～0.50%；其余为铁和不可避免的杂质。
上述预备热处理包括第一次预热、第二次预热、调质淬火处理以及回火处理。
所述第一次预热温度为350～400℃，时间为1～3h。
所述第二次预热温度为600～650℃，时间为3～6h。
所述调质淬火处理温度为920～980℃，时间为5～10h。
所述回火处理温度为600～650℃，时间为10～20h。
上述最终热处理包括整体预热、表面淬火处理、冷处理以及回火处理。
所述整体预热温度为250～350℃，时间为25～30h。
所述表面淬火处理方式为双频感应淬火，表面淬火处理温度为960℃～980℃。
所述冷处理温度为-75～-55℃，时间为2～4h。
所述回火处理温度为120～130℃，时间为80～90h。
本发明具有的积极效果：
（1）本发明一方面根据产品需求对冷轧辊成分进行设计，设计出了新的易磨削锻钢冷轧辊的化学成分，匹配合适的热处理工艺；另一方面通过对冷处理温度进行优化，改善冷轧辊的显微组织形态，控制残余奥氏体含量，以获得成分和组织都更加均匀的显微组织状态，最终改善锻钢冷轧辊的磨削性能，在同样砂轮同样磨削参数情况下，通过本发明制造的锻钢冷轧辊磨削粗糙度差异可控制在Ra0.1μm 以内，大大高于常规轧辊磨削粗糙度均匀性。
（2）由于可磨削性能的提升，为当前大力推进的自动化磨削和智慧制造提供了良好的基础，使得锻钢冷轧辊自动化磨辊间的实施更加容易。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例的易磨削锻钢冷轧辊的化学成分及重量百分比如下：碳0.87%；硅0.60%；锰0.48%；磷0.013%；硫0.002%；铬4.85%；镍0.50%；钼0.42%；其余为铁和不可避免的杂质。
本实施例的易磨削锻钢冷轧辊的制造方法如下：
①按照化学成分及重量百分比冶炼和锻造辊坯。
②预备热处理。
先加热到380℃进行第一次预热2h；然后加热到620℃进行第二次预热4.5h；接着加热到950℃进行调质淬火处理8.5h；最后在605℃的温度下进行回火处理14h。
③最终热处理。
先加热到300℃进行整体预热27h；然后加热到960℃进行双频表面感应淬火处理；接着在-65℃的温度下进行冷处理3h；最后在125℃的温度下进行回火处理86h。
（实施例2～实施例3）
各实施例与实施例1的区别在于步骤①的化学成分和步骤③的冷处理温度，具体见表1。
（对比例1）
该对比例与实施例1的区别在于步骤①的化学成分和步骤③的冷处理温度，具体见表1。
表1
实施例1
实施例2
实施例3
对比例1
碳
0.87%
0.87%
0.87%
0.87%
硅
0.60%
0.60%
0.60%
0.60%
锰
0.48%
0.48%
0.48%
0.48%
磷
0.013%
0.013%
0.013%
0.013%
硫
0.002%
0.002%
0.002%
0.002%
铬
4.85%
4.85%
4.85%
4.85%
镍
0.50%
0.50%
0.50%
0.50%
钼
0.42%
0.42%
0.42%
0.42%
钒
/
/
0.20%
0.20%
冷处理温度
-65℃
-130℃
-65℃
-130℃
（实施例4～实施例6）
各实施例与实施例1的区别在于步骤①的化学成分和步骤③的冷处理温度，具体见表2。
（对比例2）
该对比例与实施例1的区别在于步骤①的化学成分和步骤③的冷处理温度，具体见表2。
表2
实施例4
实施例5
实施例6
对比例2
碳
0.90%
0.90%
0.90%
0.90%
硅
0.58%
0.58%
0.58%
0.58%
锰
0.45%
0.45%
0.45%
0.45%
磷
0.020%
0.020%
0.020%
0.020%
硫
0.015%
0.015%
0.015%
0.015%
铬
4.80%
4.80%
4.80%
4.80%
镍
0.46%
0.46%
0.46%
0.46%
钼
0.40%
0.40%
0.40%
0.40%
钒
/
/
0.20%
0.20%
冷处理温度
-65℃
-130℃
-65℃
-130℃
（测试例1）
本测试例为测试为各实施例及各对比例制得的锻钢冷轧辊的粗糙度，结果见表3。
其中，C检测位置为锻钢冷轧辊辊身中部，A、E检测位置为辊身端部，B、D检测位置分别为A与C以及C与E的中部。
表3
检测位置
A
B
C
D
E
目标值
实施例1
0.53μm
0.51μm
0.55μm
0.50μm
0.53μm
0.5～0.6μm
实施例2
0.42μm
0.53μm
0.57μm
0.41μm
0.58μm
0.5～0.6μm
实施例3
0.48μm
0.41μm
0.55μm
0.40μm
0.57μm
0.5～0.6μm
实施例4
0.54μm
0.57μm
0.52μm
0.55μm
0.55μm
0.5～0.6μm
实施例5
0.51μm
0.44μm
0.42μm
0.53μm
0.56μm
0.5～0.6μm
实施例6
0.58μm
0.43μm
0.54μm
0.44μm
0.55μm
0.5～0.6μm
对比例1
0.35μm
0.53μm
0.42μm
0.38μm
0.49μm
0.5～0.6μm
对比例2
0.52μm
0.33μm
0.37μm
0.45μm
0.57μm
0.5～0.6μm
（测试例2）
本测试例为测试为各实施例及各对比例制得的锻钢冷轧辊的表面硬度，结果见表4。
表4
检测位置
A
B
C
D
E
目标值
实施例1
95.3HSD
96.2HSD
95.7HSD
95.0HSD
96.8HSD
94～97HSD
实施例2
96.0HSD
96.3HSD
97.0HSD
95.6HSD
95.3HSD
94～97HSD
实施例3
95.7HSD
95.7HSD
96.0HSD
95.2HSD
96.5HSD
94～97HSD
实施例4
96.3HSD
95.5HSD
96.6HSD
95.2HSD
95.4HSD
94～97HSD
实施例5
95.4HSD
95.5HSD
95.5HSD
95.1HSD
93.9HSD
94～97HSD
实施例6
96.6HSD
97.0HSD
96.2HSD
95.8HSD
96.6HSD
94～97HSD
对比例1
95.5HSD
95.4HSD
96.5HSD
95.1HSD
96.7HSD
94～97HSD
对比例2
96.0HSD
96.4HSD
96.8HSD
95.8HSD
97.0HSD
94～97HSD
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