本發(fā)明涉及鑄造領(lǐng)域，特別涉及離心鑄造軋輥領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
軋輥材料的發(fā)展和選用，主要著眼于提高輥身的耐磨性能，在軋輥輥身表面的金相組織中形成較硬的碳化物。早期使用的冷硬鑄鐵軋輥以M3C型碳化物為主，如Fe3C等。后來加入合金元素鉻發(fā)展起來的高鉻鑄鐵軋輥，碳化物形態(tài)有所變化，以M7C3型為主，如Cr7C3等。目前正在迅速推廣的高速鋼復(fù)合軋輥，在使用狀態(tài)下，軋輥表面層的金相組織主要由MC、M6C型碳化物以及在高溫下有較高硬度的基體組織構(gòu)成，因此具有優(yōu)異的耐磨性。早期使用的冷硬鑄鐵軋輥，硬度低，硬化層薄，軋輥耐磨性差，使用壽命短，需要頻繁更換，降低了軋機作業(yè)率。在冷硬鑄鐵基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高鎳鉻無限冷硬鑄鐵軋輥，盡管耐磨性有明顯改善，但軋輥脆性大，鑄造和使用中易開裂，甚至出現(xiàn)剝落，且含有較多價格昂貴的合金元素，導(dǎo)致軋輥生產(chǎn)成本增加。高鉻鑄鐵軋輥和高速鋼軋輥盡管耐磨性好，但都含有較多的合金元素，導(dǎo)致軋輥生產(chǎn)成本增加。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的之一在于提供一種含硼軋輥的鑄造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)軋輥成本較高或綜合性能差的問題。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種含硼軋輥的鑄造方法，所述含硼軋輥的外層采用離心鑄造方法成形，輥芯采用球墨鑄鐵，并以頂注方法澆注成形；所述外層的化學(xué)成分及重量百分比為C 3.2-3.5％，Si 0.2-0.4％，B 1.2-1.6％，Cr 6.3-7.0％，Mn 1.6-1.8 ％，V 1.5-1.8％，Mo 2.2-2.8％，W 1.2-1.6％，Nb 0.1-0.3％，Ce 0.25-0.35％，Ti 0.3-0.5％，S＜0.03％，P＜0.04％，其余為Fe；所述方法包括以下步驟：
①將普通廢鋼、鉻鐵、生鐵、鎢鐵、鉬鐵、鈮鐵混合加熱熔化，鋼水熔清后加入硅鐵和錳鐵，出爐前加入釩鐵；
②爐前調(diào)整成分合格后，將溫度升至1560-1580℃，加入占上述鋼水質(zhì)量0.15-0.20％的鋁脫氧，而后依次加入鈦鐵和硼鐵，當鋼水溫度達到1580-1600℃時出爐；
③將鈰基稀土破碎至粒度5-7mm的小塊，經(jīng)160-200℃烘干后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進行復(fù)合變質(zhì)處理；
④用離心鑄造機澆注軋輥外層，外層鋼水澆注溫度為1470-1480℃，當軋輥外層完全凝固，且軋輥外層內(nèi)表面溫度達到1165-1175℃時，澆注輥芯球墨鑄鐵，輥芯球墨鑄鐵澆注溫度為1340-1370℃；
⑤軋輥澆注12-24小時后拆箱，然后置于緩冷坑，冷卻至室溫后切割澆冒口，清理殘根、飛邊、毛刺后粗加工；
⑥將粗加工后的軋輥進行熱處理，所述熱處理包括高溫淬火和回火處理，淬火加熱溫度1000℃-1050℃，保溫時間2-4小時。淬火冷卻時，先噴霧冷卻10-20分鐘，隨后空冷至輥面溫度低于200℃時，入加熱爐進行第一次回火處理，回火加熱溫度520℃-560℃，保溫5-8小時后空冷，當輥面溫度低于200℃時，入加熱爐進行第二次回火處理，回火加熱溫度500℃-540℃，保溫8-12小時后爐冷，當爐溫低于200℃后出爐，并精加工至規(guī)定尺寸。
本發(fā)明的含硼軋輥的鑄造方法的有益效果在于：
①本發(fā)明方法在所采用的軋輥外層材料中含有硼，以提高軋輥的耐磨性， 同時添加V、W、Mo等碳化物形成元素，提高軋輥的硬度，但這種元素比現(xiàn)有的高速鋼軋輥中的添加量低得多，極大地降低了成本，因此，以低成本獲得了好的軋輥性能，這些元素的協(xié)同作用細化了凝固組織，改善了碳化物形態(tài)和分布，提高了高速鋼軋輥強度和韌性，其抗拉強度達到1000MPa-1100MPa，沖擊韌性達到17J/cm2-19J/cm2。
②用本發(fā)明含硼軋輥的鑄造方法生產(chǎn)工藝簡單，通過合理的設(shè)計熔煉步驟，精確控制熔煉溫度，以及優(yōu)化熱處理制度，獲得了軋輥優(yōu)異的微觀組織，進而保證了軋輥優(yōu)異的性能。其中金相組織中含有12-20％高硬度碳化物，導(dǎo)致軋輥硬度高，達到66-68HRC，耐磨性好。用于棒材軋機成品機架上，本發(fā)明制造高速鋼軋輥使用效果為1100-1200t/mm，而高鉻白口鑄鐵軋輥僅為120-150t/mm；用于熱軋窄帶鋼成品機架上，本發(fā)明制造高速鋼軋輥使用效果為1850t/mm-2000t/mm，而高鎳鉻無限冷硬鑄鐵軋輥僅為250t/mm～300t/mm。
具體實施方式
一種含硼軋輥的鑄造方法，所述含硼軋輥的外層采用離心鑄造方法成形，輥芯采用球墨鑄鐵，并以頂注方法澆注成形；所述外層的化學(xué)成分及重量百分比為C 3.2-3.5％，Si 0.2-0.4％，B 1.2-1.6％，Cr 6.3-7.0％，Mn 1.6-1.8％，V 1.5-1.8％，Mo 2.2-2.8％，W 1.2-1.6％，Nb 0.1-0.3％，Ce 0.25-0.35％，Ti 0.3-0.5％，S＜0.03％，P＜0.04％，其余為Fe；所述方法包括以下步驟：
①將普通廢鋼、鉻鐵、生鐵、鎢鐵、鉬鐵、鈮鐵混合加熱熔化，鋼水熔清后加入硅鐵和錳鐵，出爐前加入釩鐵；
②爐前調(diào)整成分合格后，將溫度升至1560-1580℃，加入占上述鋼水質(zhì)量0.15-0.20％的鋁脫氧，而后依次加入鈦鐵和硼鐵，當鋼水溫度達到 1580-1600℃時出爐；
③將鈰基稀土破碎至粒度5-7mm的小塊，經(jīng)160-200℃烘干后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進行復(fù)合變質(zhì)處理；
④用離心鑄造機澆注軋輥外層，外層鋼水澆注溫度為1470-1480℃，當軋輥外層完全凝固，且軋輥外層內(nèi)表面溫度達到1165-1175℃時，澆注輥芯球墨鑄鐵，輥芯球墨鑄鐵澆注溫度為1340-1370℃；
⑤軋輥澆注12-24小時后拆箱，然后置于緩冷坑，冷卻至室溫后切割澆冒口，清理殘根、飛邊、毛刺后粗加工；
⑥將粗加工后的軋輥進行熱處理，所述熱處理包括高溫淬火和回火處理，淬火加熱溫度1000℃-1050℃，保溫時間2-4小時。淬火冷卻時，先噴霧冷卻10-20分鐘，隨后空冷至輥面溫度低于200℃時，入加熱爐進行第一次回火處理，回火加熱溫度520℃-560℃，保溫5-8小時后空冷，當輥面溫度低于200℃時，入加熱爐進行第二次回火處理，回火加熱溫度500℃-540℃，保溫8-12小時后爐冷，當爐溫低于200℃后出爐，并精加工至規(guī)定尺寸。