專利名稱：一種棒線材用均質導輥及其加工工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種棒線材均質導輥及其加工工藝。
背景技術：
導衛(wèi)輥作為導衛(wèi)裝置中最關鍵的零件，對實現(xiàn)導衛(wèi)功能起著重要作用。實際生產中，導衛(wèi)輥工作面過紅鋼，受紅鋼的擠壓、磨損，并在熱負荷和水冷作用下工作，這就要求導衛(wèi)輥具有很好的紅硬性、耐磨性、抗熱疲勞性等綜合性能。常用的高速棒線材精軋機導衛(wèi)輥為高鉻鑄鋼導衛(wèi)輥，因其磨損過快過多或產生疲勞裂紋而失效需頻繁更換導衛(wèi)裝置，通常其使用壽命為8h，不僅影響了棒線材的生產效率，還導致備件消耗成本偏高。決定導衛(wèi)輥壽命的關鍵因素是導衛(wèi)輥工作層面材料的組織性能，解決傳統(tǒng)導衛(wèi)輥材料在服役時出現(xiàn)的磨損嚴重、裂紋和斷裂失效的問題。通常整體鑄造材料難以同時滿足硬度和韌性的綜合要求，而離心鑄件經(jīng)過楔橫軋變形后完全可以滿足用戶對導衛(wèi)輥材料“外硬內軟”的要求。與傳統(tǒng)鑄造、切削零件成形工藝比較，它具有生產效率高，節(jié)約材料率20%，生產成本低30%左右等優(yōu)點。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有 棒線材導輥耐磨性不足，壽命低，提供一種含N1、Cr、W和少量稀土 Yb的合金鋼導輥，采用離心鑄造工藝+楔橫軋工藝的技術，生產一種組織均勻致密、高溫強度好、熱疲勞性能優(yōu)異的導輥。通過適量的合金元素保證導輥的高溫強度，利用離心鑄造技術，確保鑄件組織內無大型夾雜、孔洞和疏松等缺陷，組織均勻。并對離心鑄件進行楔橫軋成形，通過塑性變形，提高導輥表面強度、耐熱疲勞性等。本發(fā)明采用的技術方案如下:一種棒線材用均質導輥，其特征在于，是由以下重量組分材料加工而成:C 0.75% 0.9%，Si 0.4% 0.55%，Mn 0.4% 0.55%，Cr 11.0% 12.5%，Ni 17% 18.5%，W 3.0% 3.5%，Yb 0.05% 0.1%，余量為鐵及不可避免的微量雜質。本發(fā)明在成分設計上遵循節(jié)約合金元素、滿足優(yōu)異性能的原則，利用原有低合金鋼的相關組織結構、性能指標，除調整了 C、Cr、N1、W等元素含量以外，還添加了稀土 Yb，通過Yb凈化鋼液，去除結晶組織中晶界富集的有害雜質，細化晶粒，改善鑄件組織，提高綜合性能。此外，添加的鈷元素能將鎳、鐵合金組成中其它金屬碳化物晶粒結合在一起，使合金具更高的韌性，并減少對沖擊的敏感性能。
棒線材用均質導輥的加工工藝，包括配料、熱熔、離心澆鑄，其特征在于，澆鑄前，將待澆圓坯模具軸向與離心機主軸相互垂直；澆鑄時，金屬液順序進入圓坯模具型腔，離心鑄造機轉速不低于150r/min，待鋼液全部注入模具型腔，在150 200r/min內調整離心鑄造機轉速。進一步，還包括楔橫軋成形工藝，離心鑄坯下料后，通過中頻爐補熱至1000±20°C，再進行楔橫軋精密成形成一根含有多個帶凹槽或凸起的軸輥，然后堆冷、軸輥鋸切成多個導輥、包裝。進一步，帶凹槽的輥軸毛坯最大直徑范圍為60 100mm，凸起之間的凹槽中心直徑為40 80mm。本發(fā)明由于成分設計合理，離心鑄造工藝先進，保證了導輥的硬度、高溫強度、耐熱疲勞性能等，具有組織均勻致密、高溫強度好、熱疲勞性能優(yōu)異的優(yōu)點。本楔橫軋導輥的壽命可提高至國內外同類產品的2倍左右，大幅度地降低了綜合成本，經(jīng)濟效益可觀。


為了便于本領域技術人員理解，下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

圖1是本發(fā)明加工的一種軸輥的楔模具展開圖。圖2是本發(fā)明加工的一種軸輥成品的示意圖。
具體實施例方式按照表I所示的原料配方進行加工生產，經(jīng)過配料、熱熔、離心澆鑄制作高速棒線材導輥坯料。表I均質導輥的坯料組分和含量(wt.% )
權利要求
1.一種棒線材用均質導輥，其特征在于，是由以下重量組分材料加工而成: C 0.75% 0.9%， Si 0.4% 0.55%， Mn 0.4% 0.55%， Cr 11.0% 12.5%， Ni 17% 18.5%， W 3.0% 3.5%， Yb 0.05% 0.1%， 余量為鐵及不可避免的微量雜質。
2.如權利要求1所述的一種棒線材用均質導輥，其特征在于，是由以下重量組分材料加工而成: C 0.80% 0.85%，Si 0.4% 0.5%， Mn 0.4% 0.5%， Cr 11.5% 12.0%， Ni 17.5% 18.0%， W 3.0%, Yb 0.08% 0.1%， 余量為鐵及不可避免的微量雜質。
3.如權利要求1或2所述的棒線材用均質導輥的加工工藝，包括配料、熱熔、離心澆鑄，其特征在于，澆鑄前，將待澆圓坯模具軸向與離心機主軸相互垂直；澆鑄時，金屬液順序進入圓坯模具型腔，離心鑄造機轉速不低于150r/min，待鋼液全部注入模具型腔，在150 200r/min內調整離心鑄造機轉速。
4.如權利要求3所述的棒線材用均質導輥的加工工藝，其特征在于，還包括楔橫軋成形工藝，離心鑄坯下料后，通過中頻爐補熱至1000±20°C，再進行楔橫軋精密成形成一根含有多個帶凹槽或凸起的軸輥，然后堆冷、軸輥鋸切成多個導輥、包裝。
5.如權利要求4所述的棒線材用均質導輥的加工工藝，其特征在于，帶凹槽的輥軸毛坯最大直徑范圍為60 100mm，凸起之間的凹槽中心直徑為40 80mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種棒線材用導輥材質及其加工工藝。是由以下重量組分材料加工而成C0.75％～0.9％；Si0.4％～0.55％；Mn0.4％～0.55％；Cr11.0％～12.5％；Ni17％～18.5％；W3.0％～3.5％；Yb0.05％～0.1％；余量為鐵及不可避免的微量雜質。澆鑄前，將待澆圓坯模具軸向與離心機主軸相互垂直；澆鑄時，金屬液順序進入圓坯模具型腔，離心鑄造機轉速不低于150r/min，待鋼液全部注入模具型腔，在150～200r/min內調整離心鑄造機轉速。并對離心圓坯鑄件進行楔橫軋成形，使其表面發(fā)生塑性變形，細化鑄件表面組織晶粒，提高強度和抗疲勞性，成形后鋸切軸輥，可獲得多個導輥。本發(fā)明具有組織均勻致密、高溫強度好、熱疲勞性能優(yōu)異的優(yōu)點，使用壽命是同類國內外產品的2倍。
文檔編號C21D9/38GK103160750SQ201310086798
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月16日 優(yōu)先權日2013年3月16日
發(fā)明者張厚林 申請人:安徽厚林精密金屬科技有限公司