一种万能型钢珠光体球铁辊环及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种辊环环及其制造方法，尤其是一种万能型钢珠光体球铁辊环及其 制造方法。
【背景技术】
[0002] 大中型型钢乳机万能型钢立辊环一般采用高碳半钢材质制作。高碳半钢材质的乳 辊的耐磨性及抗事故冲击能力较强，但抗热裂性略差，使用中易产生龟裂，另外部分型钢厂 家乳制使用半钢材质辊存在粘钢现象，给型钢厂正常乳制及生产组织带来较大影响。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种万能型钢珠光体球铁辊环及其制造方法，使 乳辊的硬度落差小，降低粘钢倾向，提高辊环的综合使用性能。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
[0005] -种万能型钢珠光体球铁辊环，包括外层和内芯，外层和内芯的比例为2:1，外层 的合金组分和组分重量百分比为，
[0006] C :3. 0 ~3. 5%，Si :1· 2 ~2· 0%，Μη :0· 5 ~I. 2%，P 彡 0· 1% ;S 彡 0· 02%，Cr : 0.2~L0%，Ni :0.5~L5%，Mo :0.2~L0%，其余为Fe和不可避免的杂质；
[0007] 内芯的合金组分和组分重量百分比为，
[0008] C :1. 0 ~1. 5%，Si :1· 3 ~1. 7%，Mn :0· 5 ~1. 0%，P 彡 0· 08%，S 彡 0· 03%， Cr彡0. 5, Ni彡0. 3, Mo彡0. 13,其余为Fe和不可避免的杂质。
[0009] 本发明的进一步改进在于：合金组分和组分重量百分比为，
[0010] C :3· 2 ~3. 4%，Si :1· 5 ~I. 8%，Mn :0· 7 ~I. 0%，P 彡 0· 05%;S 彡 0· 02%，Cr : 0.4~0.8%，Ni :0.8~L 3%，Mo :0.4~0.8%，其余为Fe和不可避免的杂质；
[0011] 内芯的合金组分和组分重量百分比为，
[0012] C :1· 2 ~1. 5%，Si :1· 3 ~1. 5%，Mn :0· 5 ~0· 8%，P 彡 0· 05%，S 彡 0· 03%， Cr彡0. 3, Ni彡0. 2, Mo彡0. 10,其余为Fe和不可避免的杂质。
[0013] 本发明的进一步改进在于：制作工艺包括以下步骤，
[0014] A、熔炼：将原料按照比例混合放入中频炉内，熔炼温度为1450°C~1550°C ;
[0015] B、孕育及球化处理：熔炼好的钢液转移到钢包中，包底加入复合球化剂以及复合 孕育剂；出钢完成后对钢包内进行镇静；升高钢液温度到达到此钢液熔点以上50°C的温 度；
[0016] C、浇注：通过离心浇注的方式浇注外层钢水，启动离心机工作，向金属冷型工装中 浇注外层的钢液，钢液的浇注速度20~30kg/s ;浇注完成后，待工作层出现固相线后，浇注 内层的钢液，浇注速度为8~15kg/s，浇注停止100分钟后停止离心机，将毛坯从金属冷型 工装中取出，入保温槽保温。
[0017] 本发明的进一步改进在于：步骤B中的复合球化剂为Ni-Mg粒和Re-Mg粒的混合 物，Ni-Mg粒与Re-Mg粒的比例为1: 2。
[0018] 本发明的进一步改进在于：步骤B中的复合孕育剂为Fe-Si粒。
[0019] 本发明的进一步改进在于：步骤B中的镇静时间3~10分钟。
[0020] 由于采用上述技术方案，本发明所产生的有益效果在于：
[0021] 本发明结合型钢万能乳机的自身特点及工作条件，确定乳辊中合金元素的成分及 含量，设计合理的制作工艺，采用离心铸造，由于其基体组织为珠光体，碳化物含量在20~ 25%左右，并有弥散分布的2~5%的球团状石墨，因此不仅具有半钢乳辊硬度落差小、耐 磨性能好的优点，同时由于球型石墨起润滑作用降低了粘钢倾向，提高了立辊环的使用性 能及稳定性。
[0022] 本发明的外层含有较高含量的Cr、Ni、Mo等多种合金元素，而且生产过程中采用 离心复合浇注方式，采用此种浇注方式可兼顾外层的耐磨性及芯部的韧性，同时降低生产 成本，另外夹杂物将在离心力的作用下向毛坯内孔运动，加工时可将这些缺陷去除。
[0023] 本发明对浇注液进行合理的孕育处理、对冶炼浇注工艺和热处理工艺进行合理的 改进设计，使基体中有弥散分布的细小的球型石墨，球型均匀分布的石墨阻止热疲劳裂纹 的发生和扩展，其阻尼性能可以使抗裂性能提高，提高了乳辊的抗热裂，同时由于石墨的润 滑作用极大程度低降低了粘钢倾向。
[0024] 本发明具有高耐磨性，兼有优良的抗热裂性、抗事故冲击能力，具有适中的抗破断 强度和韧性，硬度降落小，使用中对热影响敏感较小，并由于石墨的润滑作用极大程度低降 低了粘钢倾向。适用于型钢类万能机架，能较好的满足乳制型材的需求。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明的方法制造的乳辊工作层50倍石墨照片；
[0026] 图2为本发明的方法制造的乳辊工作层500组织照片。
【具体实施方式】
[0027] -种万能型钢珠光体球铁辊环，包括外层和内芯，外层和内芯的比例为2:1，外层 的合金组分和组分重量百分比为，
[0028] C :3. 0 ~3. 5%，Si :1· 2 ~2· 0%，Μη :0· 5 ~I. 2%，P 彡 0· 1% ;S 彡 0· 02%，Cr : 0.2~L0%，Ni :0.5~L5%，Mo :0.2~L0%，其余为Fe和不可避免的杂质；
[0029] 内芯的合金组分和组分重量百分比为，
[0030] C :1. 0 ~1. 5%，Si :1· 3 ~1. 7%，Mn :0· 5 ~1. 0%，P 彡 0· 08%，S 彡 0· 03%， Cr彡0. 5, Ni彡0. 3, Mo彡0. 13,其余为Fe和不可避免的杂质。
[0031] 合金组分和组分重量百分比为，
[0032] C :3· 2 ~3. 4%，Si :1· 5 ~I. 8%，Mn :0· 7 ~I. 0%，P 彡 0· 05%;S 彡 0· 02%，Cr : 0.4~0.8%，Ni :0.8~L 3%，Mo :0.4~0.8%，其余为Fe和不可避免的杂质；
[0033] 内芯的合金组分和组分重量百分比为，
[0034] C :1· 2 ~1. 5%，Si :1· 3 ~1. 5%，Mn :0· 5 ~0· 8%，P 彡 0· 05%，S 彡 0· 03%， Cr彡0. 3, Ni彡0. 2, Mo彡0. 10,其余为Fe和不可避免的杂质。
[0035] 制作工艺包括以下步骤，
[0036] A、熔炼：将原料按照比例混合放入中频炉内，熔炼温度为1450°C~1550°C ;恪炼 过程中使用相应合金进行成分调整，保证各个化学成分符合要求。
[0037] B、孕育及球化处理：熔炼好的钢液转移到钢包中，包底加入Ni-Mg粒和Re-Mg粒以 1 :2混合的复合球化剂，并加入Fe-Si粒作为复合孕育剂；出钢完成后对钢包内进行镇静， 镇静时间不宜过长，镇静时间3~10分钟，如果时间过长会造成孕育球化衰退；升高钢液温 度到高于其熔点50°C的温度；
[0038] C、浇注：通过离心浇注的方式浇注外层钢水，启动离心机工作，向金属冷型工装中 浇注外层的钢液，钢液的浇注速度20~30kg/s ;浇注完成后，待工作层出现固相线后，浇注 内层的钢液，浇注速度为8~15kg/s，浇注停止100分钟后停止离心机，将毛坯从金属冷型 工装中取出，入保温槽保温。
[0039] 本发明浇注采用离心复合的浇注方式，外层材质为珠光体球铁，含较高的碳及Cr、 Ni、Mo等合金，保证工作层的高耐磨性，及好的抗热裂性、抗事故冲击能力；同时芯部采用 低合金球铁，保证芯部韧性及强度，同时降低生产成本。
[0040] 采用离心浇注的方法，保证较高的碳化物析出量，以及一定数量的石墨量，使得万 能型钢立辊环兼具高的耐磨性及优良的抗粘钢使用性能。
[0041] 浇注采用离心浇注方式，采用此种浇注方式可兼顾外层的耐磨性及芯部的韧性， 同时降低生产成本，另外夹杂物将在离心力的作用下向毛坯内孔运动，加工时可将这些缺 陷去除。
[0042] 实施例
[0043] 万能型钢高碳石墨钢辊环的成分和比例见下表
[0049] 由表中可见，硬度满足要求。
[0050] -种万能型钢珠光体球铁辊环及其制造方法，使乳辊的硬度落差小，降低粘钢倾 向，提親环的综合使用性能D
【主权项】
1. 一种万能型钢珠光体球铁辊环，其特征在于：包括外层和内芯，外层和内芯的比例 为2: 1，外层的合金组分和组分重量百分比为， C:3· 0 ~3. 5%，Si:1· 2 ~2· 0%，Μη:0· 5 ~1. 2%，P彡 0· 1%;S彡 0· 02%，Cr:0· 2 ~ 1.0%，Ni:0.5~1.5%，Mo:0.2~1.0%，其余为Fe和不可避免的杂质； 内芯的合金组分和组分重量百分比为， C:1· 0 ~1. 5%，Si:1· 3 ~1. 7%，Mn:0· 5 ~1. 0%，P彡 0· 08%，S彡 0· 03%，(Χ0· 5，Ni彡0. 3,Mo彡0. 13,其余为Fe和不可避免的杂质。2. 根据权利要求1所述的一种万能型钢珠光体球铁辊环，其特征在于：合金组分和组 分重量百分比为， C:3· 2 ~3. 4%，Si:1· 5 ~1. 8%，Μη:0· 7 ~1. 0%，P彡 0· 05%;S彡 0· 02%，Cr: 0.4~0.8%，Ni:0.8~L3%，Mo:0.4~0.8%，其余为Fe和不可避免的杂质； 内芯的合金组分和组分重量百分比为， C:1· 2 ~1. 5%，Si:1· 3 ~1. 5%，Mn:0· 5 ~0· 8%，P彡 0· 05%，S彡 0· 03%，(Χ0· 3，Ni彡0. 2,Mo彡0. 10,其余为Fe和不可避免的杂质。3. -种万能型钢珠光体球铁辊环的制造方法，其特征在于：制作工艺包括以下步骤， A、 熔炼：将原料按照比例混合放入中频炉内，熔炼温度为1450°C~1550°C; B、 孕育及球化处理：熔炼好的钢液转移到钢包中，包底加入复合球化剂以及复合孕育 剂；出钢完成后对钢包内进行镇静；升高钢液温度到达到此钢液熔点以上50°C的温度； C、 浇注：通过离心浇注的方式浇注外层钢水，启动离心机工作，向金属冷型工装中浇注 外层的钢液，钢液的浇注速度20~30kg/s;浇注完成后，待工作层出现固相线后，浇注内层 的钢液，浇注速度为8~15kg/s，浇注停止100分钟后停止离心机，将毛坯从金属冷型工装 中取出，入保温槽保温。4. 根据权利要求3所述的一种万能型钢珠光体球铁辊环的制造方法，其特征在于：步 骤B中的复合球化剂为Ni-Mg粒和Re-Mg粒的混合物，Ni-Mg粒与Re-Mg粒的比例为1:2。5. 根据权利要求3所述的一种万能型钢珠光体球铁辊环的制造方法，其特征在于：步 骤B中的复合孕育剂为Fe-Si粒。6. 根据权利要求3所述的一种万能型钢珠光体球铁辊环的制造方法，其特征在于：步 骤B中的镇静时间3~10分钟。
【专利摘要】本发明公开了一种万能型钢珠光体球铁辊环，包括外层和内芯，外层和内芯的比例为2:1，外层的合金组分和组分重量百分比为，C：3.0～3.5％，Si：1.2～2.0％，Mn：0.5～1.2％，P≤0.1％；S≤0.02％，Cr：0.2～1.0％，Ni：0.5～1.5％，Mo：0.2～1.0％，其余为Fe和不可避免的杂质；内芯的合金组分和组分重量百分比为，C：1.0～1.5％，Si：1.3～1.7％，Mn：0.5～1.0％，P≤0.08％，S≤0.03％，Cr≤0.5，Ni≤0.3，Mo≤0.13，其余为Fe和不可避免的杂质；制造方法包括：A、熔炼、B、孕育及球化处理、C、浇注。本发明能使轧辊的硬度落差小，降低粘钢倾向，提高辊环的综合使用性能。
【IPC分类】C22C38/08, C22C37/10, C22C37/08, C22C38/18, C22C33/10, C22C38/12, C22C38/04, C22C37/04, C22C38/02
【公开号】CN105401056
【申请号】CN201510711158
【发明人】刘娣, 彭书平, 朱志磊, 白思诺, 冀鑫刚, 杜旭景
【申请人】中钢集团邢台机械轧辊有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年10月28日