本發(fā)明屬于軋制，涉及一種粗軋機工作輥的制造工藝。

背景技術：

1、常規(guī)熱連軋機板坯在經(jīng)過加熱爐內加熱之后，一般會經(jīng)過粗軋機軋制成具有一定厚度的中間坯，然后再經(jīng)過精軋機軋制成符合客戶要求的厚度板卷。板坯在粗軋機軋制時，一般會經(jīng)過幾道次軋制，保證中間坯具有一定的溫度與板型，給后續(xù)精軋機繼續(xù)軋制創(chuàng)造良好條件。

2、近年來，隨著國內外線棒材軋機軋制高速化、連續(xù)化的發(fā)展，以及軋材不斷的提高，鋼廠對軋輥適用性要求越來越高。粗軋機具有軋制溫度高、軋制速度低以及壓下量大的特點，特別是近年來軋材定尺長，粗軋輥烘熱時間久，因而不僅要求軋輥耐磨性好、強度高，而且還要具有更好的抗熱裂性和軋制壽命。

3、中國專利cn?201911392869?.4公開了一種線棒材粗軋機架用工作輥及其制造方法，其化學組分及各組分重量百分含量為：c?2.9~3.6%、si?1.2~2.0%、mn?0.3~0.8%、cr?0.2~1.0%、ni?1.0~2.0%、mo?0.2~0.5%、p≤0.15、s≤0.3，其余為fe和不可避免的雜質，其制造方法為整體澆注制造成的珠光體球墨鑄鐵毛坯經(jīng)粗加工后淬火熱處理得到組織為貝氏體+回火索氏體+碳化物的粗軋機架用工作輥，該專利不僅降低了工作層內外硬度落差，而且提高了耐磨性，還降低了軋輥槽底熱裂紋出現(xiàn)的幾率。但是該專利中耐熱合金ni的加入量偏低，抗熱疲勞性較差，降低了粗軋機工作輥的軋制壽命。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決背景技術中的技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種粗軋機工作輥的制造工藝，通過配方優(yōu)化，整體澆注制備珠光體球墨鑄鐵毛坯，高溫退火后經(jīng)粗加工、淬火熱處理，提高了珠光體球墨鑄鐵毛坯的晶粒度、抗熱疲勞性，從而提高粗軋機工作輥的軋制壽命。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種粗軋機工作輥的制造工藝，包括：

3、s1、整體澆注制備珠光體球墨鑄鐵毛坯，經(jīng)熱開箱高溫退火處理，得到退火后的珠光體球墨鑄鐵毛坯；

4、s2、退火后的珠光體球墨鑄鐵毛坯經(jīng)過粗加工、淬火熱處理，得到粗軋機工作輥，粗軋機工作輥的化學組分及各組分重量百分含量為：

5、c?3.4%~3.7%；

6、si?1.5%~2.1%；

7、mn?0.4%~1.0%；

8、cr0.35%~1.0%；

9、ni?2.01%~2.5%；

10、mo?0.35%~0.6%；

11、p≤0.05%；

12、s≤0.03%；

13、mg≥0.04%；

14、y≥0.02%；

15、其余為fe和不可避免的雜質；

16、其中，在熔煉時加入鈮鐵合金，鈮鐵合金的加入量為原料總重量的0.1%~0.4%。

17、優(yōu)選的方案，所述鈮鐵合金為fenb50、fenb60、fenb65、fenb70中的一種或多種。

18、本發(fā)明中，通過加入mg、稀土釔可以細化結晶組織，使組織致密度提高，防止大斷面球鐵衰退；加入鈮鐵合金0.1%~0.4%，細化基體組織使共晶組織中的網(wǎng)狀碳化物斷網(wǎng)并小塊狀或粒狀化，阻止軋鋼時疲勞裂紋沿網(wǎng)狀碳化物滲透產(chǎn)生，降低疲勞層的深度，從而減小修磨量；通過增加ni的加入量，提高合金的抗熱疲勞性。

19、優(yōu)選的方案，步驟s1中，所述整體澆注制備珠光體球墨鑄鐵毛坯，具體為：

20、1.1）造型：采用復合砂箱，輥身采用金屬型砂箱，上輥頸、下輥頸金屬型砂箱噴涂2~3mm高鋁粉鑄造涂料；

21、1.2）熔煉：在中頻爐中進行冶煉，輥身、上輥頸、下輥頸的材質均為球墨鑄鐵，冶煉溫度為1500~1550℃，出爐前往鐵水中投入孕育劑、球化劑，對鐵水進行孕育處理以及球化處理；

22、1.3）澆注：采用底注式澆注；

23、1.4）開箱：高溫冷卻至800~950℃開箱，迅速轉入絕熱保溫材料箱中進行高溫退火，待珠光體球墨鑄鐵毛坯冷卻至500~700℃移出進行空冷，冷卻至室溫后進行粗加工。

24、進一步的，步驟1.2）中，鐵水中加入的孕育劑為75硅鐵和硅鋇長效，添加量為鐵水總量的0.4%~1.0%，球化劑為重稀土鎂合金，添加量為鐵水總量的0.6%~0.8%。

25、優(yōu)選的方案，步驟s2中，所述淬火熱處理具體為：

26、2.1）高溫淬火：經(jīng)過粗加工后的半成品工作輥在空氣爐中升溫至850~950℃，進行高溫淬火；

27、高溫淬火保溫時間根據(jù)公式t=l÷25mm/h確定，其中t表示高溫淬火保溫時間，單位為h，l表示半成品工作輥淬硬層深度，單位為mm；

28、2.2）冷卻：半成品工作輥高溫出爐后首先進行噴水冷卻5~60分鐘，停水返熱10~300秒后，又進行噴水處理，循環(huán)返熱后，終冷溫度300~420℃；

29、2.3）中溫回火：冷卻后的半成品工作輥放入空氣爐內，升溫至回火溫度保溫預定時間，回火溫度為350~420℃，回火保溫時間為高溫淬火保溫時間的4~5倍，然后降溫至設定溫度出爐。

30、進一步的，步驟2.2）中，噴水水壓0.4~0.6mpa，噴水流量6.0m3/h~8.0m3/h，間斷噴水時間總35~40分鐘，空氣中冷卻時間30~60分鐘。

31、進一步的，步驟2.3）中，升溫至回火溫度保溫預定時間后，以10~20℃/min的速率降溫至80~160℃出爐。

32、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：

33、本發(fā)明合理設計軋輥的化學成分，通過加入mg、稀土釔可以細化結晶組織，使組織致密度提高，防止大斷面球鐵衰退；加入鈮鐵合金0.1%~0.4%，細化基體組織使共晶組織中的網(wǎng)狀碳化物斷網(wǎng)并小塊狀或粒狀化，確保共晶網(wǎng)狀碳化物斷網(wǎng)分散分布，阻止軋鋼時疲勞裂紋沿網(wǎng)狀碳化物滲透產(chǎn)生，降低疲勞層的深度，從而減小修磨量；通過增加ni的加入量，提高合金的抗熱疲勞性。通過配方的優(yōu)化，提高了珠光體球墨鑄鐵毛坯的晶粒度、抗熱疲勞性，軋輥壽命是同行業(yè)同類產(chǎn)品壽命的2倍。

34、（2）本發(fā)明采用高溫淬火+中溫回火的方式，改變軋輥輥身基體組織，從而獲得強度更高且適用性更強的貝氏體+回火索氏體+碳化物體組織，提高產(chǎn)品耐磨性，淬火后輥身工作層內外硬度落差非常小，從而保證了產(chǎn)品使用過程中性能一致，其耐磨性、抗熱裂性更高，軋輥在使用過程中槽底表面質量好，進而可以提高鋼材軋制質量。

35、（3）本發(fā)明冷卻方式采用噴水+間冷+空冷的方式，該方式不僅環(huán)保，并且成本低，循環(huán)水可再利用，高溫的工作輥出爐后立即對輥身進行噴水快速冷卻，使基體組織由奧氏體避開珠光體轉變區(qū)，進入貝氏體相變區(qū)完成貝氏體轉變，并達到細化組織目的，之后，為保證輥身淬硬層深度，以及溫度繼續(xù)下降后產(chǎn)品安全性，改用較為緩和的停水返熱，循環(huán)噴淋返熱及空冷冷卻。

技術特征：

1.一種粗軋機工作輥的制造工藝，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述粗軋機工作輥的制造工藝，其特征在于，所述鈮鐵合金為fenb50、fenb60、fenb65、fenb70中的一種或多種。

3.根據(jù)權利要求1所述粗軋機工作輥的制造工藝，其特征在于，步驟s1中，所述整體澆注制備珠光體球墨鑄鐵毛坯，具體為：

4.根據(jù)權利要求3所述粗軋機工作輥的制造工藝，其特征在于，步驟1.2）中，鐵水中加入的孕育劑為75硅鐵和硅鋇長效，添加量為鐵水總量的0.4%~1.0%，球化劑為重稀土鎂合金，添加量為鐵水總量的0.6%~0.8%。

5.根據(jù)權利要求1所述粗軋機工作輥的制造工藝，其特征在于，步驟s2中，所述淬火熱處理具體為：

6.根據(jù)權利要求5所述粗軋機工作輥的制造工藝，其特征在于，步驟2.2）中，噴水水壓0.4~0.6mpa，噴水流量6.0m3/h~8.0m3/h，間斷噴水時間總35~40分鐘，空氣中冷卻時間30~60分鐘。

7.根據(jù)權利要求5所述粗軋機工作輥的制造工藝，其特征在于，步驟2.3）中，升溫至回火溫度保溫預定時間后，以10~20℃/min的速率降溫至80~160℃出爐。

技術總結
本發(fā)明公開了一種粗軋機工作輥的制造工藝，屬于軋制技術領域，包括：S1、整體澆注制備珠光體球墨鑄鐵毛坯，經(jīng)熱開箱高溫退火處理，得到退火后的珠光體球墨鑄鐵毛坯；S2、退火后的珠光體球墨鑄鐵毛坯經(jīng)過粗加工、淬火熱處理，得到粗軋機工作輥；所述粗軋機工作輥的化學組分及各組分重量百分含量為：C3.4%~3.7%；Si?1.5%~2.1%；Mn0.4%~1.0%；Cr0.35%~1.0%；Ni2.01%~2.5%；Mo?0.35%~0.6%；P≤0.05%；S≤0.03%；Mg≥0.04%；Y≥0.02%；其余為Fe和不可避免的雜質，其中，在熔煉時加入鈮鐵合金，鈮鐵合金的加入量為原料總重量的0.1%~0.4%。

技術研發(fā)人員：李仕富
受保護的技術使用者：長沙金鐸機械有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/21