一種合金鋼軋輥的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種合金鋼軋輥的制備方法，包括冶煉工藝、鍛造工藝和熱處理工藝，上述工藝的工藝步驟為：1）、冶煉工藝，所述冶煉工藝采用中頻爐進行電渣重熔工藝冶煉，將廢鋼、生鐵、鉻鐵、海綿鐵，以及上述原料總質量1—1.5％熔煉添加劑加入到中頻爐中混合加熱熔化，所述熔煉添加劑是由氧化鈉10-15份、氧化鋁3.5-4.5份、氧化鉀3-5份、碳酸鈉6-8份、二氧化硅4-6份、氧化鐵11-15份、二氧化鈦0.5-2份、無水硼砂5-10份配制而成，克服現有技術中的缺陷，設計一種用于提高冷軋輥材質性能的合金鋼材料，同時在使用上述合金鋼材料的基礎上，還提供了用于提高冷軋輥表面硬度和硬度層深度的冷軋輥的制造工藝。
【專利說明】一種合金鋼軋輥的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種金屬冷軋和或熱軋的軋輥，具體涉及一種合金鋼軋輥。
【背景技術】
[0002]現有技術在金屬冷軋生產過程中，軋輥是軋機的主要變形工具，由于軋輥自身材質的問題，及其所處的惡劣工作環境，導致軋輥經常發生失效乃至報廢。如:軋輥的過快磨損、表面粗糙化(桔皮狀)、格坑、勒痕、開裂和剝落等。但歸納起來，不外三個方面的問題:一是耐磨性(包括耐粗糙性)的高低，二是有效淬硬層的深淺，三是抗裂能力(包括抗剝落性)的大小。因此，為了提高冷軋輥的使用壽命，首先軋輥必須具有較高耐磨性的合適的材質，其二軋輥表面的硬度要硬，并要具有較深的淬硬層深度，其三軋輥表面又必須具有高的耐裂性。然而，用現有技術制造出的軋輥很難滿足上述要求。因此，有必要對現有的軋輥材質及加工制造工藝進行改進。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種合金鋼軋輥的制備方法，克服現有技術中的缺陷，設計一種用于提高冷軋輥材質性能的合金鋼材料，同時在使用上述合金鋼材料的基礎上，還提供了用于提高冷軋輥表面硬度和硬度層深度的冷軋輥的制造工藝。
[0004]本發明的技術方案如下:
一種合金鋼軋輥的制備方法，包括冶煉工藝、鍛造工藝和熱處理工藝，上述工藝的工藝步驟為:
1)、冶煉工藝，所述冶煉工藝采用中頻爐進行電渣重熔工藝冶煉，將廢鋼、生鐵、鉻鐵、海綿鐵，以及上述原料總質量I一1.5%熔煉添加劑加入到中頻爐中混合加熱熔化，所述熔煉添加劑是由氧化鈉10-15份、氧化鋁3.5-4.5份、氧化鉀3-5份、碳酸鈉6_8份、二氧化硅4-6份、氧化鐵11-15份、二氧化鈦0.5-2份、無水硼砂5_10份配制而成，當溫度達到9000C -1200°C時向中頻爐內通入l_2L/min氬氣和氦氣的混合惰性氣體；控制各合金成分至符合以下范圍:按重量百分比計，碳的含量為0.45?0.58%、硅的含量為1.2?1.5%、錳的含量為0.85?1.25%、鉻的含量為0.45?1.2%、鑰的含量為0.45?0.65%、鎳的含量為0.25?0.45%、釩的含量為0.06?0.12%、鈮的含量為0.06?0.08%、鋁的含量為(0.030%、銅的含量為≤0.020%，硫和磷的含量≤0.025% ;鋼水溫度在1550_1600°C出鋼，將鋼水重量的1.0?2.0%復合變質劑置于澆包底部，用包內沖入法對鋼水進行復合變質處理，反應溫度為1400?1500°C，所述復合變質劑的化學成分重量百分比為:FeV5050?55%、FeSiRe2120 ?25%、FeBa5Si6020 ?25%、釔基稀土 5 ?10%，鋼水溫度在 1560_1565°C時開始澆鑄成軋輥鑄件；
2)、鍛造工藝，將所述軋輥鑄件加熱到1100-1200°C，然后用鍛壓機進行鍛造處理，在所述鍛造處理中將鍛件的終鍛溫度控制在890°C，將鍛造處理后的軋輥進行第一次回火處理；回火溫度控制在400-500°C，將第一次回火處理后的軋輥裝入加熱爐內，在加熱爐內將軋輥分段逐步加熱到900°C ±10°C進行保溫，淬入40-80°C油中，冷至50°C然后進爐進行第二次回火處理；
3)、淬火熱處理工藝，第一次淬火處理是將鑄件加熱到650-700保溫1-2小時，即用淬火液冷卻，第一次淬火處理的淬火液由質量百分數為20-30%BaCl2、4-8%NaCl、3-6%KC1，余量水組成，第一次淬火后將鑄件繼續加熱到700-80(TC進行第二次淬火處理，進行第二次淬火處理的淬火液由質量百分數為20-30%KCl、10-20%NaN03、4-8%CaCl2，余量水組成；
4)、最終回火工藝，將淬火處理后的軋輥再進行回火消應力處理。
[0005]本發明的優點和有益效果在于，采用在本發明的合金鋼材質中設有較高的碳含量，這樣就可以保證軋輥用鋼具有較高的硬度及耐磨性，同時使奧氏體中有足夠的碳含量以維持其在快速冷卻過程中奧氏體的穩定性。
[0006]另外，在本發明的合金鋼材質中設有較高硅錳含量，這樣在熱處理中易得到無碳貝氏體組織，而硅可以強烈的仰制碳化物析出，確保富碳奧氏體具有較高穩定性。通過透射電鏡(TEM)分析表明，當硅含量達到1.6%時形成無碳貝氏體和薄膜狀殘余奧氏體當含量達到2.0 %硬度有下降跡象，硅含量達到2.4 %時其硬度明顯下降，這與增加鑄鋼的支狀偏析和塊狀殘余奧氏體有關，因此硅含量控制在1.6% -1.8%是比較合適的。
【具體實施方式】
[0007]一種合金鋼軋輥的制備方法，包括冶煉工藝、鍛造工藝和熱處理工藝，上述工藝的工藝步驟為:
1)、冶煉工藝，所述冶煉工藝采用中頻爐進行電渣重熔工藝冶煉，將廢鋼、生鐵、鉻鐵、海綿鐵，以及上述原料總質量I一1.5%熔煉添加劑加入到中頻爐中混合加熱熔化，所述熔煉添加劑是由氧化鈉10-15份、氧化鋁3.5-4.5份、氧化鉀3-5份、碳酸鈉6-8份、二氧化硅4-6份、氧化鐵11-15份、二氧化鈦0.5-2份、無水硼砂5-10份配制而成，當溫度達到9000C -1200°C時向中頻爐內通入l-2L/min氬氣和氦氣的混合惰性氣體；控制各合金成分至符合以下范圍:按重量百分比計，碳的含量為0.45-0.58%、硅的含量為1.2-1.5%、錳的含量為0.85-1.25%、鉻的含量為0.45-1.2%、鑰的含量為0.45-0.65%、鎳的含量為0.25-0.45%、釩的含量為0.06-0.12%、鈮的含量為0.06-0.08%、鋁的含量為≤0.030%、銅的含量為≤0.020%，硫和磷的含量≤0.025% ;鋼水溫度在1550-1600°C出鋼，將鋼水重量的1.0-2.0%復合變質劑置于澆包底部，用包內沖入法對鋼水進行復合變質處理，反應溫度為1400-1500°C，所述復合變質劑的化學成分重量百分比為:FeV5050-55%、FeSiRe2120 -25%、FeBa5Si6020 -25%、釔基稀土 5 -10%，鋼水溫度在 1560-1565°C時開始澆鑄成軋輥鑄件；
2)、鍛造工藝，將所述軋輥鑄件加熱到1100-1200°C，然后用鍛壓機進行鍛造處理，在所述鍛造處理中將鍛件的終鍛溫度控制在890°C，將鍛造處理后的軋輥進行第一次回火處理；回火溫度控制在400-500°C，將第一次回火處理后的軋輥裝入加熱爐內，在加熱爐內將軋輥分段逐步加熱到900°C ±10°C進行保溫，淬入40-80°C油中，冷至50°C然后進爐進行第二次回火處理；
3)、淬火熱處理工藝，第一次淬火處理是將鑄件加熱到650-700保溫1-2小時，即用淬火液冷卻，第一次淬火處理的淬火液由質量百分數為20-30%BaCl2、4-8%NaCl、3-6%KC1，余量水組成，第一次淬火后將鑄件繼續加熱到700-80(TC進行第二次淬火處理，進行第二次淬火處理的淬火液由質量百分數為20-30%KCl、10-20%NaN03、4-8%CaCl2，余量水組成；
4)、最終回火工藝，將淬.火處理后的軋輥再進行回火消應力處理。
【權利要求】
1.一種合金鋼軋輥的制備方法，其特征在于，包括冶煉工藝、鍛造工藝和熱處理工藝，上述工藝的工藝步驟為: 1)、冶煉工藝，所述冶煉工藝采用中頻爐進行電渣重熔工藝冶煉，將廢鋼、生鐵、鉻鐵、海綿鐵，以及上述原料總質量I一1.5%熔煉添加劑加入到中頻爐中混合加熱熔化，所述熔煉添加劑是由氧化鈉10-15份、氧化鋁3.5-4.5份、氧化鉀3-5份、碳酸鈉6_8份、二氧化硅4-6份、氧化鐵11-15份、二氧化鈦0.5-2份、無水硼砂5_10份配制而成，當溫度達到9000C -1200°C時向中頻爐內通入l_2L/min氬氣和氦氣的混合惰性氣體；控制各合金成分至符合以下范圍:按重量百分比計，碳的含量為0.45?0.58%、硅的含量為1.2?1.5%、錳的含量為0.85?1.25%、鉻的含量為0.45?1.2%、鑰的含量為0.45?0.65%、鎳的含量為0.25?0.45%、釩的含量為0.06?0.12%、鈮的含量為0.06?0.08%、鋁的含量為(0.030%、銅的含量為≤0.020%，硫和磷的含量≤0.025% ;鋼水溫度在1550_1600°C出鋼，將鋼水重量的1.0?2.0%復合變質劑置于澆包底部，用包內沖入法對鋼水進行復合變質處理，反應溫度為1400?1500°C，所述復合變質劑的化學成分重量百分比為:FeV5050?55%、FeSiRe2120 ?25%、FeBa5Si6020 ?25%、釔基稀土 5 ?10%，鋼水溫度在 1560_1565°C時開始澆鑄成軋輥鑄件； 2)、鍛造工藝，將所述軋輥鑄件加熱到1100-1200°C，然后用鍛壓機進行鍛造處理，在所述鍛造處理中將鍛件的終鍛溫度控制在890°C，將鍛造處理后的軋輥進行第一次回火處理；回火溫度控制在400-500°C，將第一次回火處理后的軋輥裝入加熱爐內，在加熱爐內將軋輥分段逐步加熱到900°C 土 10°C進行保溫，淬入40-80°C油中，冷至50°C然后進爐進行第二次回火處理； 3)、淬火熱處理工藝，第一次淬火處理是將鑄件加熱到650-700保溫1-2小時，即用淬火液冷卻，第一次淬火處理的淬火液由質量百分數為20-30%BaCl2、4_8%NaCl、3_6%KC1，余量水組成，第一次淬火后將鑄件繼續加熱到700-80(TC進行第二次淬火處理，進行第二次淬火處理的淬火液由質量百分數為20-30%KCl、10-20%NaN03、4-8%CaCl2，余量水組成； 4)、最終回火工藝，將淬火處理后的軋輥再進行回火消應力處理。
【文檔編號】C22C33/04GK103436805SQ201310295528
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月13日 優先權日:2013年7月13日
【發明者】瞿立雙 申請人:瞿立雙