專利名稱：用于連續(xù)鑄鋁機的滾筒的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連續(xù)鑄造鋁卷材機用的滾筒的制造方法，特別涉及直接由熔化鋁鑄造和滾軋鋁卷材的連續(xù)鑄造機用的滾筒的制造方法。
用以生產(chǎn)鋁卷材的鑄造和滾軋熔化鋁的連續(xù)鑄造機是公知的。連續(xù)鑄造機一般包含有一對實際尺寸相同的能轉(zhuǎn)動的滾子，并且，該滾子在使用時是面對面地相互對置的，依據(jù)制造的鋁卷材的厚度，滾子之間的空間可以隨意調(diào)節(jié)。
每個滾子是組合滾子，該組合滾子包含一個鍛鋼的滾子軸，該軸置于滾子的中央部位;一個鍛鋼的滾子殼，該殼具有沿滾子軸外表面安置的筒形外層，每個滾子含有在使用過程中供冷卻水循環(huán)用的通道，為了從外部向滾子殼的內(nèi)部供應并循環(huán)冷卻水，上述通道被均勻地沿著滾子軸排列。通過供應管流動的熔化鋁流到上述滾子之間的空間而被制成卷材，該滾子是相互面對面對置的并且以勻速轉(zhuǎn)動，因此，熔化鋁在凝固過程中，滾軋和形成厚度均勻的卷材。
在使用過程中，由于滾子殼反復與大約680至700℃的熔化鋁和大約30℃的通過內(nèi)部的冷卻水的接觸而承受周期性的熱沖擊(加熱和冷卻)。由于滾軋力，滾子殼也處于受力狀態(tài)，因此滾子殼重復地受到拉伸和壓縮應力。熱沖擊狀況和機械應力的作用一起加熱到殼上，增加了加到滾子表面上的交替熱裂化或熱裂縫，因此縮短了滾子的使用壽命。
為了延長滾子壽命而作的各種改進在于已被制成的滾子殼。
例如，正如美國專利4409027中公開的滾子殼材料，其中含有如下合金組分Cr 1.9-2.3%，Mo 0.90-1.10%，另外有C，Si，M和Ni。
上述美國專利4409027中敘述的滾子殼已是相當成功的，它具有很好的抗熱沖擊性能，并有高的屈服強度，然而它具有一個十分嚴重的缺點是熱傳導性能十分差，因為導熱系數(shù)低，在滾子外表面上形成的高溫不能迅速傳遞給與滾子殼里邊接觸的冷卻水，于是滾子的鑄造速度較低，因而降低了鋁卷材的生產(chǎn)率。
為此，本發(fā)明的目的是為緩解上述問題，并為此技術(shù)提供實質(zhì)性的改進。本發(fā)明的目的就是提供一種用于連續(xù)鑄鋁機用的滾筒，該滾筒既具有杰出的熱傳導性能，同時又具有杰出的抗熱沖擊性能和高的屈服強度。
本發(fā)明涉及連續(xù)鑄鋁機用的滾筒的制方法，其特征是該方法包含鍛鋼的鑄造滾筒含有的合金組分按重量計為C 0.50-0.60%，Si 0.10-0.35%，Mn 0.40-0.80%，S不超過0.02%，P不超過0.02%，Cr 0.80-1.50%，Mo 0.40-0.80%，Ni 0.40-0.80%以及V 0.10-0.30%，并且對滾筒進行熱處理，諸如正火-淬火-回火。
通常，在連續(xù)鑄鋁工業(yè)中，例如從鋁合金材料Al235制造成厚度為8.3毫米的產(chǎn)品，創(chuàng)立的生產(chǎn)率的基本狀況是鑄造速度大于每分促40英寸，鑄造機滾子的使用壽命平均大于2000小時，為了達到上述鑄造速度40英寸/分，在室溫下，300℃和600℃時，滾筒的導熱系數(shù)分別高于34.9、34.0和28.6卡/米·小時·℃。
為此，合金的化學組成必須適合上述導熱系數(shù)的要求，鍛鋼的滾筒具有的組分按重量計為C 0.50-0.60%，Si 0.10-0.35%，Mn 0.40-0.80%，S不超過0.02%，P不超過0.02%，Cr 0.80-1.50%，Mo 0.40-0.80%，Ni0.40-0.80%，V 0.10-0.30%則具有特別杰出的導熱系數(shù)，因此，滾筒的第一具要求達到了。
然而滾子的機械性能，諸如抗熱沖擊性能和屈服強度是不令人滿意的，這就直接影響滾子使用壽命的耐久。
因此，由于保持了上述合金組分的構(gòu)成，本發(fā)明人保證其具有杰出的導熱性能，并擬定了隨后作的熱處理工序的方法。通常與熔化鋁接觸的滾子表面的熱應力高于滾子材料的屈服強度時，由于重復受作用，熱裂化產(chǎn)生了，最終裂化傳至整個滾子表面。如下列方程所示，總的熱應變(εT)被表示為可能復原的彈性應變(εE)加塑性應變(εP)之和。滾子上產(chǎn)生的裂紋沒有復原。
其中εT由熱應力引起的總應變;
εE彈性應變;
εP塑性應變;
E彈性系數(shù);
σy·s材料屈服強度;
α線膨脹系數(shù);
△T筒壁外表面和內(nèi)表面之間的溫差。
如上述方程所表示的，如果滾子材料和鑄造狀況相同，那么總應變?yōu)槌?shù)，因此，彈性應變(εE)越高并且塑性應變(εP)越低，則滾子期望的性能越高。具有高σy·s和低E的有利的材料可獲得高的εE。另外，線膨脹系數(shù)越低，則總應變越低。
隨之，由熱沖擊而產(chǎn)生的塑性應變，亦即產(chǎn)生的裂化，可由選擇這樣的材料來降低，該材料具有高的屈服強度(σy·s)，低的彈性系數(shù)(E)和低的線膨脹系數(shù)(α)，或者處理某種材料只要它具有這種性能即可。
因此，由于對具有上述合金組分的鍛鋼的滾筒行使熱處理試驗的結(jié)果，發(fā)明人改進了熱處理方法以提供杰出的導熱性能，理想的抗熱沖擊性能及屈服強度，亦即為了達到所述目的，本發(fā)明的特征在于該發(fā)明包括一種鍛鋼的鑄造滾筒的制造方法，該滾筒的組分按重量計為C 0.50-0.60%，Si 0.10-0.35%，Mn 0.40-0.80%，S不超過0.02%，P不超過0.20%，Cr 0.80-1.50%，Mo 0.40-0.80%，Ni 0.40-0.80%以及V 0.10-0.30%，滾子在800℃-950℃正火淬化，最后在500℃-650℃回火。
用根據(jù)本發(fā)明的滾筒從Al235鋁合金生產(chǎn)厚度為8.3毫米的卷材的狀況時，用外徑為920毫米的滾子生產(chǎn)率或是鑄造速度高于40英寸/分，此外還有最最理想的結(jié)果是滾子的壽命高于5000小時。
以下給出的例子是對本發(fā)明作更為詳細的闡明，但是本發(fā)明不以此為限制。
用制造鍛鋼滾筒的方法制備的滾筒，該滾筒外徑為920毫米，加入的合金元素組分按重量計為C 0.57%，Si 0.25%，Mn 0.7%，S 0.01%，P 0.01%，Cr 1.20%，Mo 0.70%，Ni 0.60%以及V 0.25%熔化并在大氣中凝固，分別在900℃正火和淬火，大約14小時，在570℃兩次回火7小時，然后冷卻至室溫。
根據(jù)本發(fā)明制備的滾子與常規(guī)滾子二者具有同樣的實際尺寸，分別安裝在“Tilt-up Casfar”(由朝鮮鋁制品公司制造的連續(xù)鑄鋁機)上，用Al235合金鋁進行卷材生產(chǎn)的比較試驗，其結(jié)果列于下表中
權(quán)利要求
1.用于連續(xù)鑄鋁機的滾筒的制造方法，其特征是該方法包括鍛鋼的鑄造滾筒的組分按重計為C0.50-0.60%，Si0.10-0.35%，Mn0.40-0.80%，S不超過0.02%，P不超過0.02%，Cr0.80-1.50%，Mo0.40-0.80%，Ni0.40-0.80%，以及V0.10-0.30%，滾子在800℃-950℃正火和淬火，并且最后在500℃-650℃回火。
全文摘要
連續(xù)鑄鋁機滾筒的制造方法，該方法包括鍛鋼的鑄造滾筒的合金組分按重量計為C0.5-0.60％，Si0.10-0.35％，Mn0.40-0.880％，S不超過0.02％，P不超過0.02％，Cr0.80-1.50％，Mo0.40-0.80％，Ni0.40-0.80％以及V0.10-0.30％，對滾筒進行熱處理，諸如正火—淬火—回火。依據(jù)本發(fā)明而制造的滾筒與常規(guī)方法生產(chǎn)的滾筒相比顯示出了杰出的導熱性能，理想的抗熱沖擊性能和高的屈服強度。
文檔編號C22C38/46GK1048730SQ8910461
公開日1991年1月23日 申請日期1989年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月21日
發(fā)明者鄭信儉, 趙東周, 金世英 申請人:南朝鮮重工業(yè)株式會社