一種離心澆鑄雙金屬軋輥及其生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種離心澆鑄雙金屬軋輥，包括外層和內襯層，所述外層固定套設在內襯層外，兩者之間結合牢固，所述外層的材質為高硬度合金鋼，所述內襯層的材質為韌性鋼，所述韌性鋼為韌性碳鋼或韌性低合金鋼，采用具有高硬度的高硬度合金鋼制作外層，并采用具有高韌性的韌性鋼制作內襯層，從而將高硬度合金鋼與韌性鋼制完美結合，使該雙金屬軋輥具有超長的使用壽命。本發明還提供了所述離心澆鑄雙金屬軋輥的生產方法。本發明離心澆鑄雙金屬軋輥的生產方法，工藝簡單，且節約了大量合金，生產成本低，有利于提高企業的競爭力。
【專利說明】
一種離心澆鑄雙金屬軋輥及其生產方法
技術領域
[0001] 本發明涉及乳輥生產技術領域，具體是一種離心澆鑄雙金屬乳輥及其生產方法。
【背景技術】
[0002] 乳輥是乳鋼廠乳鋼機上的重要零件，利用一對或一組乳輥滾動時產生的壓力來乳 碾鋼材。它主要承受乳制時的動靜載荷，磨損和溫度變化的影響。現有的乳輥生產工藝一般 分為兩種，第一種為采用高碳鉻鉬鋼，并經電渣、鍛造、機加工成型;第二種為采用低碳合金 鋼，經過表面堆焊硬質合金加工而成。采用高碳鉻鉬鋼生產的乳輥成本較高，而且機械性能 較差，采用低碳合金鋼并經堆焊生產的乳輥雖然解決了上述問題，但由于其復合層厚度較 薄，影響其使用壽命，造成乳輥使用壽命短的問題。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于提供一種離心澆鑄雙金屬乳輥及其生產方法，以解決上述背景 技術中提出的問題。
[0004] 為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
[0005] -種離心澆鑄雙金屬乳輥，包括外層和內襯層，所述外層固定套設在內襯層外，兩 者之間結合牢固，所述外層的材質為高硬度合金鋼，所述內襯層的材質為韌性鋼，所述韌性 鋼為韌性碳鋼或韌性低合金鋼，采用具有高硬度的高硬度合金鋼制作外層，并采用具有高 韌性的韌性鋼制作內襯層，從而將高硬度合金鋼與韌性鋼制完美結合，使該雙金屬乳輥具 有超長的使用壽命，且節約了大量合金，生產成本低。
[0006] 作為本發明進一步的方案：所述外層所用的高硬度合金鋼選自以下型號：MC5、 9Cr5Mo、9Cr3Mo、9Cr2Mo、70Cr3Mo、H13、Cr5、2Cr12MoWVNb、9Cr18Mo。
[0007] 作為本發明再進一步的方案：所述內襯層所用的韌性鋼選自以下型號：16Mn、 20Mn、20#、25CrMo、25CrMoV、35#、35CrMo、35CrNiMo。
[0008] 所述離心澆鑄雙金屬乳輥的生產方法，步驟如下：
[0009] 1)采用兩個中頻爐分別冶煉制作外層的高硬度合金鋼液和制作內襯層的韌性鋼 液；
[0010] 2)將離心機模具加熱升溫至200~320°C，并在離心機模具的模具型腔內壁涂覆 1.6~2.2mm厚的涂料；
[0011] 3)采用離心澆注復合冶金法將冶煉好的高硬度合金鋼液和韌性鋼液依次澆注進 離心機模具的模具型腔內，并在冷卻成型后將獲得的毛坯乳輥拔出；
[0012] 4)對毛坯乳輥進行高溫球化處理；
[0013] 5)對球化處理后的毛坯乳輥依次進行平頭處理和粗加工處理，獲得粗加工乳輥；
[0014] 6)對粗加工乳輥進行調質處理；
[0015] 7)對調質處理后的粗加工乳輥進行精加工處理，獲得成品乳輥。
[0016] 作為本發明進一步的方案:步驟3)的具體過程為:將高硬度合金鋼液和韌性鋼液 均加熱至過熱度為30~80°C，首先將高硬度合金鋼液澆注入離心機模具的模具型腔內，間 隔一定時間后，向離心機模具的模具型腔內澆注韌性鋼液，在冷卻至l〇〇〇°C時將獲得的毛 坯乳輥拔出。
[0017] 作為本發明再進一步的方案:步驟4)中，高溫球化處理的方法為:將毛坯乳輥從模 具型腔內拔出后，熱裝入球化爐內，在800~900°C下保溫2~6h，隨爐冷卻至700~760°C，保 溫4~8h，最后隨爐冷卻至200°C以下出爐。
[0018] 作為本發明再進一步的方案:步驟5)中，首先按照尺寸對毛坯乳輥進行平頭處理， 然后再對平頭處理后的毛坯乳輥進行粗加工處理，粗加工處理過程中預留1~2mm的加工 量。
[0019]作為本發明再進一步的方案:步驟6)中，調質處理的方法為:將粗加工乳輥放入調 質爐內，首先在980~1080°C下保溫2~6h，淬油處理，然后在200~300°C下保溫2~6h，空 冷。
[0020] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0021] 1、本發明制備的離心澆鑄雙金屬乳輥，其外層與內襯層之間結合牢固，采用具有 高硬度的高硬度合金鋼制作外層，并采用具有高韌性的韌性鋼制作內襯層，從而將高硬度 合金鋼與韌性鋼制完美結合，外層的厚度可以根據需求而設定，使該雙金屬乳輥具有超長 的使用壽命；
[0022] 2、本發明離心澆鑄雙金屬乳輥的生產方法，工藝簡單，且節約了大量合金，生產成 本低，有利于提高企業的競爭力。
【附圖說明】
[0023] 圖1為離心澆鑄雙金屬乳輥的結構示意圖。
[0024]圖中：卜外層、2-內襯層。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合【具體實施方式】對本發明的技術方案作進一步詳細地說明。
[0026] 實施例1
[0027] 請參閱圖1，一種離心澆鑄雙金屬乳輥，包括外層1和內襯層2,所述外層1固定套設 在內襯層2外，兩者之間結合牢固，所述外層1的材質為高硬度合金鋼，所述內襯層2的材質 為韌性鋼，所述韌性鋼為韌性碳鋼或韌性低合金鋼;所述外層1所用的高硬度合金鋼型號為 H13;所述內襯層2所用的韌性鋼型號為25CrM 〇V。
[0028] 所制備的離心澆鑄雙金屬乳輥的產品規格為<P 576min*90im (外層40mm+內層 50mm)*650mm〇
[0029] 本實施例中所述離心澆鑄雙金屬乳輥的生產方法，步驟如下：
[0030] 1)采用兩個中頻爐分別冶煉制作外層1的高硬度合金鋼液和制作內襯層2的韌性 鋼液；
[0031] 2)將離心機模具加熱升溫至200°C，并在離心機模具的模具型腔內壁涂覆1.6mm厚 的涂料；
[0032] 3)根據產品規格計算所需的高硬度合金鋼液和韌性鋼液的重量，首先將高硬度合 金鋼液澆注入離心機模具的模具型腔內，高硬度合金鋼液的溫度為1500°C，間隔一定時間 后，向離心機模具的模具型腔內澆注韌性鋼液，韌性鋼液的溫度為1540°C，在冷卻至1000°C 時將獲得的毛坯乳輥拔出；
[0033] 4)對毛坯乳輥進行高溫球化處理，高溫球化處理的方法為：將毛坯乳輥從模具型 腔內拔出后，熱裝入球化爐內，在800°C下保溫2h，隨爐冷卻至700°C，保溫4h，最后隨爐冷卻 至200°C出爐；
[0034] 5)首先按照規格尺寸對球化處理后的毛坯乳輥進行平頭處理，然后再對平頭處理 后的毛坯乳輥進行粗加工處理，粗加工處理過程中預留1mm的加工量；
[0035] 6)對粗加工乳輥進行調質處理，調質處理的方法為:將粗加工乳輥放入調質爐內， 首先在980 °C下保溫2h，淬油處理，然后在200 °C下保溫2h，空冷；
[0036] 7)對調質處理后的粗加工乳輥進行精加工處理，獲得成品乳輥。
[0037] 實施例2
[0038] 請參閱圖1，一種離心澆鑄雙金屬乳輥，包括外層1和內襯層2,所述外層1固定套設 在內襯層2外，兩者之間結合牢固，所述外層1的材質為高硬度合金鋼，所述內襯層2的材質 為韌性鋼，所述韌性鋼為韌性碳鋼或韌性低合金鋼;所述外層1所用的高硬度合金鋼型號為 H13;所述內襯層2所用的韌性鋼型號為25CrM 〇V。
[0039] 所制備的離心澆鑄雙金屬乳輥的產品規格為q> 576mm*9Ctam(外層40mm+內層 50mm)*650mm〇
[0040] 本實施例中所述離心澆鑄雙金屬乳輥的生產方法，步驟如下：
[0041] 1)采用兩個中頻爐分別冶煉制作外層1的高硬度合金鋼液和制作內襯層2的韌性 鋼液；
[0042] 2)將離心機模具加熱升溫至260°C，并在離心機模具的模具型腔內壁涂覆1.8mm厚 的涂料；
[0043] 3)根據產品規格計算所需的高硬度合金鋼液和韌性鋼液的重量，首先將高硬度合 金鋼液澆注入離心機模具的模具型腔內，高硬度合金鋼液的溫度為1550°C，間隔一定時間 后，向離心機模具的模具型腔內澆注韌性鋼液，韌性鋼液的溫度為1560°C，在冷卻至1000°C 時將獲得的毛坯乳輥拔出；
[0044] 4)對毛坯乳輥進行高溫球化處理，高溫球化處理的方法為：將毛坯乳輥從模具型 腔內拔出后，熱裝入球化爐內，在850°C下保溫4h，隨爐冷卻至720°C，保溫6h，最后隨爐冷卻 至180°C出爐；
[0045] 5)首先按照規格尺寸對球化處理后的毛坯乳輥進行平頭處理，然后再對平頭處理 后的毛坯乳輥進行粗加工處理，粗加工處理過程中預留1.5mm的加工量；
[0046] 6)對粗加工乳輥進行調質處理，調質處理的方法為:將粗加工乳輥放入調質爐內， 首先在1040°C下保溫3h，淬油處理，然后在280°C下保溫6h，空冷；
[0047] 7)對調質處理后的粗加工乳輥進行精加工處理，獲得成品乳輥。
[0048] 實施例3
[0049] 請參閱圖1，一種離心澆鑄雙金屬乳輥，包括外層1和內襯層2,所述外層1固定套設 在內襯層2外，兩者之間結合牢固，所述外層1的材質為高硬度合金鋼，所述內襯層2的材質 為韌性鋼，所述韌性鋼為韌性碳鋼或韌性低合金鋼;所述外層1所用的高硬度合金鋼型號為 9Cr5Mo;所述內襯層2所用的韌性鋼型號為35CrNiMo。
[0050]所制備的離心澆鑄雙金屬乳輥的產品規格為屮585mm*10Ctain (外層45mm+內層 55mm)*700mm〇
[0051 ]本實施例中所述離心澆鑄雙金屬乳輥的生產方法，步驟如下：
[0052] 1)采用兩個中頻爐分別冶煉制作外層1的高硬度合金鋼液和制作內襯層2的韌性 鋼液；
[0053] 2)將離心機模具加熱升溫至300 °C，并在離心機模具的模具型腔內壁涂覆2.0mm厚 的涂料；
[0054] 3)根據產品規格計算所需的高硬度合金鋼液和韌性鋼液的重量，首先將高硬度合 金鋼液澆注入離心機模具的模具型腔內，高硬度合金鋼液的溫度為1560°C，間隔一定時間 后，向離心機模具的模具型腔內澆注韌性鋼液，韌性鋼液的溫度為1590°C，在冷卻至1000°C 時將獲得的毛坯乳輥拔出；
[0055] 4)對毛坯乳輥進行高溫球化處理，高溫球化處理的方法為：將毛坯乳輥從模具型 腔內拔出后，熱裝入球化爐內，在880°C下保溫5h，隨爐冷卻至750°C，保溫7h，最后隨爐冷卻 至160°C出爐；
[0056] 5)首先按照規格尺寸對球化處理后的毛坯乳輥進行平頭處理，然后再對平頭處理 后的毛坯乳輥進行粗加工處理，粗加工處理過程中預留2mm的加工量；
[0057] 6)對粗加工乳輥進行調質處理，調質處理的方法為:將粗加工乳輥放入調質爐內， 首先在1050°C下保溫4h，淬油處理，然后在270°C下保溫5h，空冷；
[0058] 7)對調質處理后的粗加工乳輥進行精加工處理，獲得成品乳輥。
[0059] 實施例4
[0060]請參閱圖1，一種離心澆鑄雙金屬乳輥，包括外層1和內襯層2,所述外層1固定套設 在內襯層2外，兩者之間結合牢固，所述外層1的材質為高硬度合金鋼，所述內襯層2的材質 為韌性鋼，所述韌性鋼為韌性碳鋼或韌性低合金鋼;所述外層1所用的高硬度合金鋼型號為 2Cr 12MoWVNb;所述內襯層2所用的韌性鋼型號為25CrMo。
[0061 ] 所制備的離心澆鑄雙金屬乳輥的產品規格為cp (外層40mm+內層 50mm)*600mm〇
[0062] 本實施例中所述離心澆鑄雙金屬乳輥的生產方法，步驟如下：
[0063] 1)采用兩個中頻爐分別冶煉制作外層1的高硬度合金鋼液和制作內襯層2的韌性 鋼液；
[0064] 2)將離心機模具加熱升溫至320 °C，并在離心機模具的模具型腔內壁涂覆2.2_厚 的涂料；
[0065] 3)根據產品規格計算所需的高硬度合金鋼液和韌性鋼液的重量，首先將高硬度合 金鋼液澆注入離心機模具的模具型腔內，高硬度合金鋼液的溫度為1570°C，間隔一定時間 后，向離心機模具的模具型腔內澆注韌性鋼液，韌性鋼液的溫度為1600°C，在冷卻至1000°C 時將獲得的毛坯乳輥拔出；
[0066] 4)對毛坯乳輥進行高溫球化處理，高溫球化處理的方法為：將毛坯乳輥從模具型 腔內拔出后，熱裝入球化爐內，在900°C下保溫6h，隨爐冷卻至760°C，保溫8h，最后隨爐冷卻 至190°C出爐；
[0067] 5)首先按照規格尺寸對球化處理后的毛坯乳輥進行平頭處理，然后再對平頭處理 后的毛坯乳輥進行粗加工處理，粗加工處理過程中預留2mm的加工量；
[0068] 6)對粗加工乳輥進行調質處理，調質處理的方法為:將粗加工乳輥放入調質爐內， 首先在1080°C下保溫6h，淬油處理，然后在300°C下保溫6h，空冷；
[0069] 7)對調質處理后的粗加工乳輥進行精加工處理，獲得成品乳輥。
[0070] 實施例5
[0071] 請參閱圖1，一種離心澆鑄雙金屬乳輥，包括外層1和內襯層2,所述外層1固定套設 在內襯層2外，兩者之間結合牢固，所述外層1的材質為高硬度合金鋼，所述內襯層2的材質 為韌性鋼，所述韌性鋼為韌性碳鋼或韌性低合金鋼;所述外層1所用的高硬度合金鋼型號為 9Crl8Mo;所述內襯層2所用的韌性鋼型號為：16Mn。
[0072] 所制備的離心澆鑄雙金屬乳輥的產品規格為(p 576mm*K)0min (外層45mm+內層 55mm)*700mm〇
[0073] 本實施例中所述離心澆鑄雙金屬乳輥的生產方法，步驟如下：
[0074] 1)采用兩個中頻爐分別冶煉制作外層1的高硬度合金鋼液和制作內襯層2的韌性 鋼液；
[0075] 2)將離心機模具加熱升溫至230°C，并在離心機模具的模具型腔內壁涂覆1.9mm厚 的涂料；
[0076] 3)根據產品規格計算所需的高硬度合金鋼液和韌性鋼液的重量，首先將高硬度合 金鋼液澆注入離心機模具的模具型腔內，高硬度合金鋼液的溫度為1560°C，間隔一定時間 后，向離心機模具的模具型腔內澆注韌性鋼液，韌性鋼液的溫度為1590°C，在冷卻至1000°C 時將獲得的毛坯乳輥拔出；
[0077] 4)對毛坯乳輥進行高溫球化處理，高溫球化處理的方法為：將毛坯乳輥從模具型 腔內拔出后，熱裝入球化爐內，在820°C下保溫3h，隨爐冷卻至720°C，保溫4h，最后隨爐冷卻 至150°C出爐；
[0078] 5)首先按照規格尺寸對球化處理后的毛坯乳輥進行平頭處理，然后再對平頭處理 后的毛坯乳輥進行粗加工處理，粗加工處理過程中預留1.5mm的加工量；
[0079] 6)對粗加工乳輥進行調質處理，調質處理的方法為:將粗加工乳輥放入調質爐內， 首先在1000°C下保溫5h，淬油處理，然后在240°C下保溫3h，空冷；
[0080] 7)對調質處理后的粗加工乳輥進行精加工處理，獲得成品乳輥。
[0081] 本發明制備的離心澆鑄雙金屬乳輥，其外層1與內襯層2之間結合牢固，采用具有 高硬度的高硬度合金鋼制作外層1，并采用具有高韌性的韌性鋼制作內襯層2,從而將高硬 度合金鋼與韌性鋼制完美結合，外層1的厚度可以根據需求而設定，使該雙金屬乳輥具有超 長的使用壽命;本發明離心澆鑄雙金屬乳輥的生產方法，工藝簡單，且節約了大量合金，生 產成本低，有利于提高企業的競爭力。
[0082] 上面對本發明的較佳實施方式作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方 式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下 作出各種變化。
【主權項】
1. 一種離心澆鑄雙金屬乳輥，其特征在于，包括外層（1)和內襯層（2)，所述外層（1)固 定套設在內襯層(2)外，兩者之間結合牢固，所述外層（1)的材質為高硬度合金鋼，所述內襯 層(2)的材質為韌性鋼，所述韌性鋼為韌性碳鋼或韌性低合金鋼。2. 根據權利要求1所述的離心澆鑄雙金屬乳輥，其特征在于，所述外層（1)所用的高硬 度合金鋼選自以下型號：MC5、9Cr 5Mo、9Cr3Mo、9Cr2Mo、70Cr3Mo、HI 3、Cr5、2Cr 12MoWVNb、 9Crl8Mo。3. 根據權利要求2所述的離心澆鑄雙金屬乳輥，其特征在于，所述內襯層(2)所用的韌 性鋼選自以下型號：16Mn、20Mn、20#、25CrMo、25CrMoV、35#、35CrMo、35CrNiMo。4. 一種如權利要求1-3任一所述的離心澆鑄雙金屬乳輥的生產方法，其特征在于，步驟 如下： 1) 采用兩個中頻爐分別冶煉制作外層（1)的高硬度合金鋼液和制作內襯層(2)的韌性 鋼液； 2) 將離心機模具加熱升溫至200~320°C，并在離心機模具的模具型腔內壁涂覆1.6~ 2.2mm厚的涂料； 3) 采用離心澆注復合冶金法將冶煉好的高硬度合金鋼液和韌性鋼液依次澆注進離心 機模具的模具型腔內，并在冷卻成型后將獲得的毛坯乳輥拔出； 4) 對毛坯乳輥進行高溫球化處理； 5) 對球化處理后的毛坯乳輥依次進行平頭處理和粗加工處理，獲得粗加工乳輥； 6) 對粗加工乳輥進行調質處理； 7) 對調質處理后的粗加工乳輥進行精加工處理，獲得成品乳輥。5. 根據權利要求4所述的離心澆鑄雙金屬乳輥的生產方法，其特征在于，步驟3)的具體 過程為:將高硬度合金鋼液和韌性鋼液均加熱至過熱度為30~80 °C，首先將高硬度合金鋼 液澆注入離心機模具的模具型腔內，間隔一定時間后，向離心機模具的模具型腔內澆注韌 性鋼液，在冷卻至l〇〇〇°C時將獲得的毛坯乳輥拔出。6. 根據權利要求5所述的離心澆鑄雙金屬乳輥的生產方法，其特征在于，步驟4)中，高 溫球化處理的方法為:將毛坯乳輥從模具型腔內拔出后，熱裝入球化爐內，在800~900°C下 保溫2~6h，隨爐冷卻至700~760°C，保溫4~8h，最后隨爐冷卻至200°C以下出爐。7. 根據權利要求6所述的離心澆鑄雙金屬乳輥的生產方法，其特征在于，步驟5)中，首 先按照尺寸對毛坯乳輥進行平頭處理，然后再對平頭處理后的毛坯乳輥進行粗加工處理， 粗加工處理過程中預留1~2mm的加工量。8. 根據權利要求7所述的離心澆鑄雙金屬乳輥的生產方法，其特征在于，步驟6)中，調 質處理的方法為：將粗加工乳輥放入調質爐內，首先在980~1080°C下保溫2~6h，淬油處 理，然后在200~300°C下保溫2~6h，空冷。
【文檔編號】B22D19/16GK106001481SQ201610482161
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】馬平原, 張新兵, 楊占省, 何波
【申請人】邯鄲新興特種管材有限公司