專利名稱：改進(jìn)型合金球鐵軋輥生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械工程類輥、軸領(lǐng)域，特別是一種改進(jìn)型合金球鐵軋輥生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
合金球鐵軋輥是一種耐磨鑄件產(chǎn)品，應(yīng)用范圍廣泛，其根據(jù)不用的應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用條件，對(duì)工作層硬度、耐磨性、強(qiáng)度韌性及抗事故能力的要求均不同?，F(xiàn)有技術(shù)中，在原料中添加的化學(xué)成分僅為Cr、Mn和Ni，通常采用整體鑄造技術(shù)生產(chǎn)大型合金球鐵軋輥；鑄造過程中，加入單一成分的Mg球化劑、孕育劑，然后進(jìn)行常規(guī)的正回火熱處理。因?yàn)镃r、Mn和 Ni，其質(zhì)均硬、堅(jiān)且脆，那么軋輥芯部的韌性就達(dá)不到要求；而Mg具有急劇衰退離心偏析的缺點(diǎn)，使之產(chǎn)生比較嚴(yán)重的球化衰退現(xiàn)象，尤其對(duì)于直徑在￠1000 ￠1500范圍之間的軋輥，球化衰退現(xiàn)象更為嚴(yán)重；同時(shí)傳統(tǒng)的正回火熱處理工藝，對(duì)大斷面、深孔型的合金球鐵軋輥，其輥身工作層硬度、金相組織均不理想，造成硬度不高。因此，利用現(xiàn)有的合金球鐵軋輥生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出來的合金球鐵軋輥，其在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)安全穩(wěn)定、及生產(chǎn)成本等方面均存在不足。為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量，保證生產(chǎn)的安全性，降低生產(chǎn)成本，有必要對(duì)合金球鐵軋輥的生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種可提高產(chǎn)品質(zhì)量、保證生產(chǎn)的安全性和降低成本的改進(jìn)型合金鑄鐵生產(chǎn)工藝。本發(fā)明的目的是通過采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種改進(jìn)型合金球鐵軋輥生產(chǎn)工藝，首先將原料在中頻爐中進(jìn)行熔煉；然后將經(jīng)球化處理和孕育處理后的鐵水澆入到鑄型內(nèi)，鐵水的澆注溫度為1260°C 1320°C，澆注時(shí)，鑄型的溫度為80°C 150°C;最后對(duì)澆注完成后的軋輥進(jìn)行粗加工及熱處理，其特征在于，A.澆注后的軋輥外層及芯部均為球墨鑄鐵；B.軋輥鐵水的化學(xué)成分(重量％ )為C3.00 3.40%，Sil. 60 2.20%， MnO. 40 0. 80%,P ^ 0. 08%,S ^ 0. 03%,CrO. 20 0. 50%,Ni2. 00 3. 50%,MoO. 50 0. 80%, NbO. 30 1. 00%, V0. 30 1. 00%, Mg 彡 0. 04，其余為 Fe ；C.軋輥鐵水中加入復(fù)合球化劑及復(fù)合孕育劑，即，按照1 1 1的比例，采用鎳鎂合金+銅鎂合金+鎂硅稀土復(fù)合球化劑，總加入量1. 0-2. 0% ；采用純鈰稀土 +硅鈣合金 +硅鋯合金+75硅鐵+鍶硅復(fù)合孕育劑，總加入量5-10% ；D.采用大型噴霧淬火機(jī)床對(duì)軋輥進(jìn)行噴霧淬火及強(qiáng)制冷卻處理，得到的輥身表面硬度(HSD)為46 55，金相組織為點(diǎn)、球狀石墨+帶位相的索氏體+部分屈氏體+碳化物； 得到的輥頸表面硬度(HSD)為38 45，金相組織為點(diǎn)、球狀石墨+珠光體+索氏體+少量碳化物。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是
1.化學(xué)成分在通常進(jìn)行Cr、Mn、Ni合金化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增加V、Nb、Mo合金， 強(qiáng)化了基體組織，不僅提高了顯微硬度，且軋輥芯部的韌性得到了提高。2.選用獨(dú)特配方的復(fù)合球化劑、孕育劑進(jìn)行鐵水的球化處理和孕育處理，有效保證了大斷面的球化質(zhì)量。3.采用大型噴霧淬火機(jī)床進(jìn)行熱處理，對(duì)軋輥輥身部位進(jìn)行噴霧淬火、強(qiáng)制冷卻熱處理，相比傳統(tǒng)的正回火熱處理工藝或低溫消除應(yīng)力回火熱處理工藝，其工作層硬度得到顯著提高，金相組織得到明顯改善。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明尤其適用于生產(chǎn)直徑在￠1000 ￠1500范圍之間的軋輥。首先準(zhǔn)備好原料，將原料在中頻爐中進(jìn)行熔煉，此時(shí)鐵水的化學(xué)成分(重量％ ) 為C3. 00 3. 40 %，Sil. 60 2. 20 %，MnO. 40 0. 80 %，P 彡 0. 08 %，S ^ 0. 03 %, CrO. 20 0. 50%,Ni2. 00 3. 50%,MoO. 50 0. 80%,NbO. 30 1. 00%, V0. 30 1. 00%,
Mg彡0. 04，其余為Fe，金相組織為合金珠光體球鐵。待鐵水熔煉的化學(xué)成份和溫度達(dá)到工藝控制要求范圍后脫氧出爐，再將鐵水進(jìn)行球化處理和復(fù)合孕育處理，在鐵水中加入復(fù)合球化劑及復(fù)合孕育劑，即，按照1 1 1的比例，采用鎳鎂合金+銅鎂合金+鎂硅稀土復(fù)合球化劑，總加入量1. 0-2.0% ；采用純鈰稀土 +硅鈣合金+硅鋯合金+75硅鐵+鍶硅復(fù)合孕育劑，總加入量5-10%。將經(jīng)球化和孕育處理的鐵水澆注到鑄型內(nèi)(采用的是階梯式雙澆口、切線底澆的進(jìn)水澆注方式)，鐵水的澆注溫度為1260°C 1320°C，澆注時(shí)，鑄型的溫度為80°C 150°C，澆注后的軋輥外層及芯部均為球墨鑄鐵。軋輥在鑄型內(nèi)保溫一定時(shí)間之后開箱檢驗(yàn)，然后進(jìn)行粗加工并預(yù)開孔型。之后在大型噴霧淬火機(jī)床上對(duì)軋輥采用 880-920°C加熱，噴霧淬火加吹風(fēng)續(xù)冷，強(qiáng)制冷卻后得到的輥身表面硬度(HSD)為46 55， 輥身強(qiáng)度Ob(MPa)彡700下輥頸強(qiáng)度Qb(MPa)彡550，金相組織為點(diǎn)、球狀石墨+帶位相的索氏體+部分屈氏體+碳化物；得到的輥頸表面硬度(HSD)為38 45，金相組織為點(diǎn)、 球狀石墨+珠光體+索氏體+少量碳化物。通過上述工藝的實(shí)施，在傳統(tǒng)的合金球墨鑄鐵軋輥生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了輥身外層(工作層)高合金、高強(qiáng)度、高硬度、高淬透性(低的徑向硬度落差)、高耐磨性能，尤其是深孔型槽內(nèi)各部位邊部磨損的均勻性有了顯著的改良提高；同時(shí)對(duì)軋輥輥身芯部及輥頸保持了低硬度、高強(qiáng)度、良好的塑性及韌性指標(biāo)，有效地提高了軋輥的抗事故能力，極大地提高了合金球鐵軋輥的綜合使用性能。目前，此種改進(jìn)型合金球鐵軋輥已經(jīng)推廣應(yīng)用于冶金軋鋼行業(yè)，并已經(jīng)在大型萬能H型鋼生產(chǎn)線BD2機(jī)架成功代替了原設(shè)計(jì)所采用的合金鍛鋼軋輥，其軋制效果比合金鍛鋼軋輥高70 100%，滿足了客戶日益增長的需求。
權(quán)利要求
1. 一種改進(jìn)型合金球鐵軋輥生產(chǎn)工藝，首先將原料在中頻爐中進(jìn)行熔煉；然后將經(jīng)球化處理和孕育處理后的鐵水澆入到鑄型內(nèi)，鐵水的澆注溫度為1260°C 1320°C，澆注時(shí)， 鑄型的溫度為80°C 150°C;最后對(duì)澆注完成后的軋輥進(jìn)行粗加工及熱處理，其特征在于，A.澆注后的軋輥外層及芯部均為球墨鑄鐵；B.軋輥鐵水的化學(xué)成分(重量％)為C3. 00 3. 40%, Sil. 60 2. 20%, MnO. 40 0. 80%, P 彡 0. 08%, S 彡 0. 03%, CrO. 20 0. 50%,Ni2. 00 3. 50%,MoO. 50 0. 80%, NbO. 30 1. 00%, V0. 30 1. 00%, Mg 彡 0. 04，其余為 Fe ；C.軋輥鐵水中加入復(fù)合球化劑及復(fù)合孕育劑，即，按照1 1 1的比例，采用鎳鎂合金+銅鎂合金+鎂硅稀土復(fù)合球化劑，總加入量1. 0-2. 0% ；采用純鈰稀土 +硅鈣合金+硅鋯合金+75硅鐵+鍶硅復(fù)合孕育劑，總加入量5-10% ；D.采用大型噴霧淬火機(jī)床對(duì)軋輥進(jìn)行噴霧淬火及強(qiáng)制冷卻處理，得到的輥身表面硬度 (HSD)為46 55，金相組織為點(diǎn)、球狀石墨+帶位相的索氏體+部分屈氏體+碳化物；得到的輥頸表面硬度(HSD)為38 45，金相組織為點(diǎn)、球狀石墨+珠光體+索氏體+少量碳化物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)型合金球鐵軋輥生產(chǎn)工藝，其主要特征是，鐵水中加入V、Nb、Mo合金，提高了軋輥的顯微硬度和芯部韌性。采用鎳鎂合金+銅鎂合金+鎂硅稀土復(fù)合球化劑，總加入量1.0-2.0％；采用純鈰稀土+硅鈣合金+硅鋯合金+75硅鐵+鍶硅復(fù)合孕育劑，總加入量5-10％，均提高了厚大斷面的球化質(zhì)量。采用大型噴霧淬火機(jī)床對(duì)軋輥進(jìn)行噴霧淬火及強(qiáng)制冷卻處理，提高了軋輥輥身的表面硬度。改進(jìn)型合金球鐵軋輥的使用效果比合金鍛鋼軋輥提高了70～100％，節(jié)約了成本，且保證了生產(chǎn)的安全性。
文檔編號(hào)C22C37/10GK102234734SQ201010157279
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者楊德明, 鐘興勤 申請(qǐng)人:成都三強(qiáng)軋輥股份有限公司