一種軋輥及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于乳鋼制造領(lǐng)域，具體涉及一種乳輥及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在熱乳乳機(jī)立輥在國(guó)內(nèi)外普遍使用整體鑄造半鋼、石墨鋼和低合金鑄鋼等鑄鋼材質(zhì)，在當(dāng)前鑄造工藝以及熱處理工藝已經(jīng)成熟情況下，合金化處理是提升鑄鋼材質(zhì)性能的唯一途徑，但是由于整體鑄造方式限制，合金化過(guò)程需要對(duì)整支乳輥進(jìn)行合金化，所帶來(lái)的成本提高以及鑄造難度的增加都是整體鑄造難以克服的難題，因此當(dāng)前鑄鋼立輥合金含量較低，乳輥硬度偏低，使用過(guò)程中輥面裂紋嚴(yán)重以致鋼板邊部質(zhì)量差，立輥的乳制周期較短，為了進(jìn)一步提高立輥的乳制周期，須提高工作層耐磨性，同時(shí)也必須保證立輥的安全性；
為此采用離心鑄鋼輥環(huán)和鍛鋼輥軸復(fù)合鑲套工藝，生產(chǎn)復(fù)合材質(zhì)乳輥，一方面為合金化提供了更為廣闊的控制空間，另一方面通過(guò)制造工藝的改進(jìn)降低了高合金鑄鋼乳輥的制造難度。
[0003]輥身部分采用離心方式生產(chǎn)，改善了整體鑄造乳輥珠光體組織粗大問(wèn)題，最終組織表現(xiàn)為更致密強(qiáng)度更高的屈氏體，同時(shí)解決了碳化物呈網(wǎng)狀、魏氏的不良的分布形態(tài)，碳化物呈塊狀分布，基體和碳化物的改變，不僅提高了耐磨性，同時(shí)也提高了抗熱裂性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種乳輥，解決采用整體鑄造乳輥合金含量較低，乳輥硬度偏低的問(wèn)題，同時(shí)為此乳輥生產(chǎn)提供一種經(jīng)濟(jì)可行的制造方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種乳輥，乳輥的輥環(huán)采用離心鑄造方法分兩次澆注，其外層材料比內(nèi)層材料合金含量高，乳輥的輥芯采用鍛造方法制造，輥芯與輥環(huán)內(nèi)孔通過(guò)過(guò)盈配合組合成一體。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步在于:所述輥環(huán)外層的厚度為乳輥工作層厚度的基礎(chǔ)上增加12%?19%。
[0007]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步在于:所述輥環(huán)外層材料按重量百分比計(jì)，其成分為:C1.50 ?2.50%，S1.40 ?L 00%，Mn0.70 ?L 50%，P ^ 0.03% ；S ^ 0.03%，Cr0.9 ?4.5%，N1.50?2.00%, Mo+V+ff0.50?4.00%,其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；所述內(nèi)層(2)材料按重量百分比計(jì)，其成分為:C1.2?2.1%，Sil.0?2.0%，Mn0.3?1.0%，P彡0.08%，S ^ 0.03%，Cr ( 0.5，Ni ( 0.5，Mo ( 0.15，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0008]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步在于:所述輥環(huán)外層材料按重量百分比計(jì)，其成分為:C1.80 ?2.00%，Si 0.75 ?0.85%，Μη 0.90 ?1.10%，Cr 3.8 ?4.0%，Ni 1.00 ?1.10%，Mo1.00 ?1.20%，V 0.40 ?0.50%，W 0.20 ?0.30%，S 彡 0.03%，P 彡 0.03%，其余為 Fe 和不可避免雜質(zhì)；所述內(nèi)層(2)材料按重量百分比計(jì)，其成分為C:1.2?2.l%，Si:1.0?2.0%，Μη:0.3 ?1.0%, P ( 0.08%，S ( 0.03%, Cr ( 0.5，Ni ( 0.5，Mo ( 0.15，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
[0009]一種乳輥的制造方法和生產(chǎn)工藝步驟為:
A、乳輥輥環(huán)采用離心復(fù)合鑄造方式生產(chǎn)，包括將輥環(huán)外層鋼水在保持恒定離心轉(zhuǎn)速的離心機(jī)上澆注成型，待輥環(huán)外層凝固厚度達(dá)到要求后，澆注輥環(huán)內(nèi)層鋼水，使內(nèi)層鋼水和外層未完全凝固鋼水混合；在全部澆注完成后對(duì)輥環(huán)進(jìn)行熱處理包括:退火、淬火及回火處理；
B、乳輥輥芯采用鍛造方式生產(chǎn)，鍛造后的輥芯進(jìn)行鍛造后熱處理、調(diào)質(zhì)處理及精加工處理，使輥芯尺寸與輥環(huán)內(nèi)孔過(guò)盈配合；
C、通過(guò)乳輥輥芯與輥環(huán)內(nèi)孔的過(guò)盈配合將乳輥組合成一體。
[0010]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是:采用本發(fā)明生產(chǎn)的乳輥，輥環(huán)外層合金含量高、硬度高，輥環(huán)內(nèi)層合金含量低、熱處理簡(jiǎn)單、節(jié)省成本，輥芯采用傳統(tǒng)鍛造方法制造、強(qiáng)度高適合大批量生產(chǎn)。在輥環(huán)兩次澆注完成后便進(jìn)行熱處理，與乳輥整體熱處理相比其工藝簡(jiǎn)單，輥環(huán)工作層的制造成品率高，在高合金狀態(tài)下輥環(huán)裂紋化傾向降低。輥芯通過(guò)過(guò)盈配合固定在輥環(huán)內(nèi)、在輥環(huán)磨損后可單獨(dú)更換，節(jié)省乳輥消耗；采用本發(fā)明制造的乳輥在使用過(guò)程中輥面不易產(chǎn)生裂紋，乳制的鋼板邊部質(zhì)量好，乳輥的乳制周期長(zhǎng)。
[0011]采用本發(fā)明生產(chǎn)的乳輥，其輥環(huán)外層提高了 Cr、Mo、V、W等合金含量，生成了 MC、m2c、m6c等高硬度的特殊碳化物，這些碳化物以顆粒狀均勻分布在基體中，起到彌散強(qiáng)化作用，在使用磨損過(guò)程中對(duì)基體起到保護(hù)作用，使外層的耐磨性得到提高。輥環(huán)內(nèi)層Cr、Mo等合金采用較低含量水平，尤其控制較低的Cr含量，保證內(nèi)層共晶碳化物含量處于較低的水平，避免與外層結(jié)合部位碳化物聚集，保證內(nèi)層良好的強(qiáng)韌性，并達(dá)到較低的組織應(yīng)力以滿足后續(xù)與輥軸的裝配。
[0012]同時(shí)輥環(huán)部分采用離心方式生產(chǎn)，借助冷型的激冷作用，改善了整體鑄造乳輥珠光體組織粗大問(wèn)題，最終組織表現(xiàn)為更致密、強(qiáng)度更高的屈氏體，解決了碳化物呈網(wǎng)狀、魏氏的不良的分布形態(tài)，碳化物呈塊狀分布，基體和碳化物的改變，不僅提高了耐磨性，還提高了抗熱裂性能。
[0013]本發(fā)明生產(chǎn)的乳輥工作層的合金含量總量可以提高到1.9%?10.5%，而傳統(tǒng)的鑄鋼立輥合金總量基本在1.4%?2.0%之間，合金含量的提高極好的保證了工作層合金基礎(chǔ)，并且C、Mn、Cr, Mo、V等合金元素能夠均勻分布，保證了基體碳化物含量以及基體中溶解的合金量，增加了基體的強(qiáng)度，基體硬度由原來(lái)的340?400HV提高到450HV以上。根據(jù)合金配比，工作層硬度水平由原來(lái)的僅能達(dá)到55HS以下提升到65HS，硬度及基體強(qiáng)度的提高使得耐磨性較整體鑄鋼立輥提高1.5倍以上。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的乳輥立體結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1、外層，2、內(nèi)層，3、輥芯。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明: 如圖1所示，本發(fā)明乳輥的輥環(huán)采用離心鑄造方法分兩次澆注，其外層1材料比內(nèi)層2材料合金含量高，乳輥的輥芯3采用鍛造方法制造，輥芯3與輥環(huán)內(nèi)孔通過(guò)過(guò)盈配合組合成一體。
[0016]外層1的厚度為乳輥工作層厚度的基礎(chǔ)上增加12%?19%。
[0017]輥環(huán)外層材料按重量百分比計(jì)，其成分為:C1.50?2.50%，S1.40?1.00%，Mn0.70 ?1.50%，P 彡 0.03% ；S 彡 0.03%，Cr0.9 ?4.5%，N1.50 ?2.00%，Mo+V+ff0.50 ?4.00%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；所述內(nèi)層(2)材料按重量百分比計(jì)，其成分為:C1.2 ?2.1%，Sil.0 ?2.0%，Mn0.3 ?1.0%，P 彡 0.08%，S 彡 0.03%，Cr 彡 0.5，Ni 彡 0.5，Mo彡0.15，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0018]乳輥的制造方法:
A、乳輥輥環(huán)采用離心復(fù)合鑄造方式生產(chǎn)，包括將輥環(huán)外層1鋼水在保持恒定離心轉(zhuǎn)速的離心機(jī)上澆注成型，待輥環(huán)外層1凝固厚度達(dá)到要求后，澆注輥環(huán)內(nèi)層2鋼水，使內(nèi)層2鋼水和外層1未完全凝固鋼水混合；在全部澆注完成后對(duì)輥環(huán)進(jìn)行熱處理包括:退火、淬火及回火處理；
B、乳輥輥芯3采用鍛造方式生產(chǎn)，鍛造后的輥芯3進(jìn)行鍛造后熱處理、調(diào)質(zhì)處理及精加工處理，使輥芯尺寸與輥環(huán)內(nèi)孔過(guò)盈配合；
C、通過(guò)乳輥輥芯3與輥環(huán)內(nèi)孔的過(guò)盈配合將乳輥組合成一體。
[0019]實(shí)施例1
制作乳輥規(guī)格為Φ 750 X 250 X 1515mm，工作層厚度為80mm，硬度要求為HSD42-48。
[0020]輥環(huán)外層材料按重量百分比計(jì)，其成分設(shè)計(jì)目標(biāo)為C:C1.50?2.50%，S1.40?1.00%，Mn0.70 ?1.50%，P 彡 0.03% ；S 彡 0.0