高硼低合金高速鋼軋輥及其制造方法

專利名稱：：高硼低合金高速鋼軋輥及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于軋鋼
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種軋輥的制造方法，特別涉及一種高硼低合金高速鋼軋輥及其制造方法。
背景技術(shù)：
：隨著現(xiàn)代軋鋼工業(yè)的快速發(fā)展，鋼廠對(duì)軋輥的需求量越來(lái)越大，對(duì)軋輥性能的要求越來(lái)越高，半鋼軋輥、高鎳鉻無(wú)限冷硬鑄鐵軋輥和高鉻鑄鐵軋輥具有優(yōu)良的使用性能，得到了廣泛應(yīng)用。但是，半鋼軋輥中因合金碳化物數(shù)量較少，軋輥硬度低，用于磨損嚴(yán)酷的熱軋精軋機(jī)組上，軋輥磨損大，消耗多。由于高鎳鉻無(wú)限冷硬鑄鐵軋輥中，碳化物以M3C型為主，且碳化物呈連續(xù)網(wǎng)狀分布，因此軋輥耐磨性還有待進(jìn)一步提高。高鉻鑄鐵軋輥中，由于鉻元素的大量加入，使碳化物由連續(xù)網(wǎng)狀分布的M3C型，轉(zhuǎn)變?yōu)閿嗬m(xù)狀分布的M7C3型，且碳化物硬度提高，促進(jìn)了軋輥耐磨性的提高。但是高鉻鑄鐵軋輥因鉻元素的大量加入，軋輥導(dǎo)熱性能差，鑄造和熱處理過(guò)程中，軋輥易開(kāi)裂，軋輥廢品率較高。另外，為了改善高鉻鑄鐵軋輥的淬透性，還需要加入一定數(shù)量我國(guó)稀缺的鎳元素，在一定程度上影響了這類軋輥的推廣使用。高速鋼軋輥是在高速工具鋼基礎(chǔ)上，通過(guò)提高碳、釩含量，從而增加高硬度MC型碳化物數(shù)量而發(fā)展起來(lái)的一類新型軋輥材料，這類軋輥具有良好的熱穩(wěn)定性和抗高溫耐磨性，應(yīng)用于軋輥生產(chǎn)中，具有良好的使用效果。中國(guó)發(fā)明專利CN101225500公開(kāi)了一種軋輥用高鉬高釩微偏析鑄造高速鋼。其具體化學(xué)成分如下(wt%)=C1.22.8%，Si0.21.0%,Mn0.21.0%,Ni0.31.2%,Cr3.06.0%,Mo5.010.0%,V5.012.0%,Al0.10.7%，P彡0.025%,S彡0.025%，其余為鐵。該發(fā)明特點(diǎn)是在高速鋼中增加Mo、V含量來(lái)替代傳統(tǒng)軋輥用高速鋼中的W元素，以減少重元素W在離心鑄造時(shí)造成的比重偏析，從而使軋輥徑向性能均勻，提高使用穩(wěn)定性。該發(fā)明涉及的高鉬高釩高速鋼具有鑄造偏析小，硬度高，耐磨性強(qiáng)，紅硬性好，強(qiáng)韌性優(yōu)等特點(diǎn)，但該軋輥中含有較多的鉬和釩，導(dǎo)致軋輥生產(chǎn)成本高，且軋輥碳含量較高，基體抗熱疲勞性能差。中國(guó)發(fā)明專利CN100999804還公開(kāi)了一種高碳高鎢高速鋼軋輥及其制備方法該發(fā)明中高碳高鎢高速鋼軋輥含有碳2.0%3.0%，鎢6.0%18.0%，釩2.0%4.0%，鉬1.0%3.0%，鉻3.0%9.0%，硅小于1.2%，錳小于1.2%；制成的該高碳高鎢高速鋼軋輥含有釩、鎢系的MC型復(fù)合碳化物。該發(fā)明中高碳高鎢高速鋼軋輥的離心鑄型施加0.05T0.25T的穩(wěn)恒磁場(chǎng)，并以600-1800轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)至成型。由于鎢含量高，軋輥偏析嚴(yán)重，因此鑄造過(guò)程中需要加入穩(wěn)恒磁場(chǎng)用于減輕元素偏析，導(dǎo)致設(shè)備復(fù)雜；含鎢碳化物組織粗大，軋輥強(qiáng)度和韌性低；軋輥碳含量較高，基體抗熱疲勞性能差。中國(guó)發(fā)明專利CN1631565也公開(kāi)了高釩高速鋼復(fù)合軋輥及生產(chǎn)工藝，軋輥分為輥芯和軋輥耐磨層，輥芯采用韌性較好的低合金鋼或中碳鋼材料制作，軋輥耐磨層采用高釩高速鋼材料，該高釩高速鋼的主要元素含量為C1.8-3.5%,V:7-12%,Cr:4_5%、Mo:2_4%、Ni:0·5-1.5%，余量為鐵。其生產(chǎn)工藝為輥芯與軋輥耐磨層通過(guò)感應(yīng)加熱順序凝固結(jié)晶方法復(fù)合熔鑄為一體。該發(fā)明軋輥的釩含量高，導(dǎo)致軋輥生產(chǎn)成本高，且含釩碳化物密度低，在離心鑄造條件下，偏析嚴(yán)重，含釩碳化物主要富集于軋輥內(nèi)表面，不利于改善軋輥耐磨性，因此，不宜采用離心鑄造方法成形，采用其他方法成形，設(shè)備復(fù)雜，軋輥質(zhì)量的穩(wěn)定性較差。美國(guó)專利US6095957公開(kāi)了一種離心鑄造高速鋼軋輥制造方法，其主要成分如下2.4-2.9%C,<1%Si,<1%Mn,12-18%Cr,3-9%Mo,3-8%V和0.5-4%Nb，余量為Fe。這種高速鋼軋輥由于鉻含量過(guò)高，碳化物以M7C3為主，不利于明顯提高軋輥耐磨性，另外，軋輥中碳含量較高，基體抗熱疲勞性能差。日本專利JP5305312-A公開(kāi)了一種離心鑄造高速鋼復(fù)合軋輥制造方法，外層采用高速鋼，其化學(xué)組成如下1.5-3.5%C，<1.5%Si,<1.2%Mn,5.5-12.0%Cr,2.0-8.0%Mo,3.0-10.0%V,0.6-7.0%Nb,1-10.0%Co,2.0%Cu,1.0%ff,2.0%Ti,2.0%Zr，0.1%B，余量Fe。為了減輕偏析，將鎢含量控制在1.0%，為了改善高溫耐磨性，加入了價(jià)格昂貴的鈷合金，成本高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有高速鋼軋輥存在的不足，提供高硼低合金高速鋼軋輥及其制造方法。在高速鋼軋輥中，通過(guò)采取提高硼含量、減少碳含量手段，加入適量硼元素用于改善軋輥的淬透性和淬硬性，同時(shí)通過(guò)熱處理獲得板條馬氏體基體，以改善軋輥的抗熱疲勞性能。另外，加入鈦、鈮、氮、釔和鎂等合金元素，改善硼化物的形態(tài)和分布，提高高硼低合金高速鋼的強(qiáng)度和韌性。硼的加入可生成高硬度硼化物，有利于改善軋輥耐磨性，因此可減少高速鋼軋輥中鎢、鉬、釩、鈷、鎳等貴重合金元素加入量，促進(jìn)軋輥生產(chǎn)成本的下降。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是本發(fā)明包括輥身和輥芯兩部分組成，輥身化學(xué)組成質(zhì)量百分比為:C0.320.55%,B1.422.13%,Cr5.26.5%,ff2.54.5%、V:1.61.8%,Nb0.51.0%,Si:0.31.0%,Mn:0.31.0%,Ti:0.100.20%,N0.050.12%,Y:0.040.12%,Mg:0.080.15%,P<0.04%,S<0.04%，余量為Fe。上述高硼低合金高速鋼軋輥，所述輥身(1)化學(xué)組成中B的質(zhì)量百分比計(jì)算式為B%=0.15V%+0.30(Ti%+Nb%)+l.01.5%。上述高硼低合金高速鋼軋輥的制造方法，所述工藝步驟為1)軋輥輥身用電爐熔煉，用離心鑄造方法澆注，其工藝步驟是①先將普通廢鋼、鉻鐵和鎢鐵混合加熱熔化，鋼水熔清后加入硅鐵和錳鐵；②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至15001540°C，加鋁脫氧，而后依次加入鈮鐵、釩鐵、硼鐵和鈦鐵，當(dāng)鋼水升溫至15501600°C時(shí)出爐；③將含氮鉻鐵或含氮錳鐵、釔基稀土鎂合金破碎至粒度812mm的小塊，經(jīng)150180°C烘干后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對(duì)鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理；④用離心鑄造方法澆注軋輥輥身，鋼水澆注溫度14201460°C；2)輥身澆注完畢后，可采用以下兩種方法的一種制成軋輥①直接采用球墨鑄鐵熔液充填輥芯；②輥身澆注完畢后直接凝固成輥套，輥套經(jīng)機(jī)械加工和熱處理后，與鑄鋼或鍛鋼輥芯機(jī)械組裝成整體軋輥；3)制得的軋輥或輥套進(jìn)行退火處理，退火加熱溫度至860900°C，保溫時(shí)間610h，爐冷至550600°C后，空冷至室溫，然后進(jìn)行粗加工；4)粗加工后的軋輥或輥套加熱至9501015°C，保溫48h后，噴水霧冷卻輥面；當(dāng)輥面溫度低于400°C，重新加熱至500550°C，保溫612h后空冷；當(dāng)輥面溫度低于300°C，重新加熱至480520°C，保溫612h后，爐冷至150200°C，然后空氣冷卻至室溫，最后精加工至規(guī)定尺寸和精度。軋輥的性能是由金相組織決定的，而一定的組織取決于化學(xué)成分及熱處理工藝，本發(fā)明化學(xué)成分是這樣確定的硼硼在金屬材料中的存在形式有幾種(a)形成以硼為主的化合物；(b)部分置換碳化物中碳的位置進(jìn)入碳化物中；(c)以間隙式或置換式原子的形式溶入固溶體中。在硼的濃度允許的條件下，硼將與金屬元素按以下順序形成相應(yīng)的硼化物Ti、Zr、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn(Fe)、Co—形成硼化物傾向逐漸減弱故硼加入普通高速鋼中，除了進(jìn)入^C和MC型碳化物中，形成M6(C，B)和M(C，B)型碳化物外，硼易與鋼中的釩形成B2V3化合物，B2V3相是四方晶格類型，晶格常數(shù)a=0.5746nm,c=0.3032nm，顯微硬度2280HV，呈孤立狀分布于基體中，有利于改善軋輥耐磨性。此外，由于硼的原子半徑0.097nm大于碳的原子半徑0.077nm,固溶一個(gè)硼原子比固溶一個(gè)碳原子更易引起晶格畸變，從而硼的溶入大大強(qiáng)化了高速鋼回火馬氏體基體，有利于提高馬氏體硬度并改善耐磨性。硼元素的加入還有利于提高高速鋼淬透性，但它受鋼中碳含量的影響Fb=1+1.88(0.99-C)式(a)式中(a)FB-高速鋼中的淬透性系數(shù)；C-高速鋼中碳含量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。由式(a)可知，當(dāng)高速鋼中碳含量超過(guò)0.99%時(shí)，硼增加鋼淬透性的作用將完全消失，并隨著碳含量的增加，淬透性反而下降，因此硼加入高速鋼軋輥后，其碳含量應(yīng)該下降至0.99%以下。但是，硼加入量過(guò)多，易形成過(guò)多網(wǎng)狀分布的Fe2(B，C)化合物，降低軋輥的強(qiáng)度和韌性，因此合適的硼含量應(yīng)控制在1.422.13%，且硼加入量與釩、鈦和鈮加入量有關(guān)，其關(guān)系為B%=0.15V%+0.30(Ti%+Nb%)+l.01.5%。碳加入高速鋼中的碳，部分與鉻、鎢、釩等合金元素結(jié)合，形成碳化物，有利于改善軋輥耐磨性，部分進(jìn)入基體，提高基體淬透性和淬硬性，但碳含量過(guò)多，基體中固溶的碳增多，基體抗熱疲勞性能下降，軋輥使用中易出現(xiàn)龜裂，增加軋輥磨削量，龜裂嚴(yán)重時(shí)軋輥易發(fā)生剝落甚至開(kāi)裂，合適的碳含量宜控制在0.320.55%。鉻鉻在高速鋼中部分存在于M6C型碳化物中，也能夠形成M23C6型碳化物，M23C6能在較低的淬火溫度下完全溶解，使固溶體達(dá)到碳鉻飽和，而不影響晶粒尺寸。鉻還能促使奧氏體中的M6c更完全地溶解，從而提高高速鋼的淬硬性和和淬透能力。此外，高速鋼在450525°C回火時(shí)，一部分鉻從馬氏體中析出，促進(jìn)彌散硬化，另一部分鉻保留在a固溶體中，以阻止加熱到較高溫度時(shí)軟化，加入34%鉻可以得到稍高的二次硬度。鉻在高速鋼中還可以減少氧化。鉻含量過(guò)高，多余的鉻參與回火時(shí)沉淀析出的碳化物的形成，這種含鉻碳化物在較低溫度時(shí)容易析出，降低高速鋼的熱穩(wěn)定性。另外，高速鋼軋輥中，鉻增加M7C3型碳化物數(shù)量，降低MC型碳化物數(shù)量，對(duì)耐磨性是不利的。含鉻量低的軋輥，由于基體優(yōu)先磨損和軋材粘附在輥表面的緣故，使用中輥表面易變得粗糙，增大了軋制摩擦系數(shù)和軋制力。增加鉻含量，使軋輥中含有一定數(shù)量的M7C3型碳化物，對(duì)改善輥面抗粗糙性，降低軋制力是有益的。鉻含量提高，還有利于改善高速鋼軋輥的抗熱沖擊能力。因此，高速鋼軋輥中合適的鉻含量是5.26.5%。釩釩加入高速鋼軋輥中部分與碳結(jié)合，形成高硬度的MC型碳化物，部分與硼結(jié)合，形成顯微硬度2280HV的B2V3硼化物，有利于改善高速鋼軋輥耐磨性。釩加入量過(guò)多，增加軋輥生產(chǎn)成本，合適的加入量宜控制在1.61.8%。鎢高速鋼軋輥中鎢的主要作用是提高紅硬性，改善軋輥抗高溫磨損性能，鎢主要以Fe4W2C及少量W2C的形式存在。淬火加熱時(shí)，一部分Fe4W2C溶入奧氏體，淬火后存在于馬氏體中。鎢原子與碳原子的結(jié)合力較強(qiáng)，能提高回火馬氏體的分解溫度，鎢原子半徑大，能提高鐵的自擴(kuò)散激活能，提高鋼的回火溫度，使高速鋼的馬氏體加熱到600625°C時(shí)還比較穩(wěn)定?；鼗疬^(guò)程中有一部分以W2C的形式彌散析出，造成二次硬化。淬火加熱過(guò)程中未溶解的Fe4W2C能阻止高溫下奧氏體晶粒長(zhǎng)大。由上可見(jiàn)，鎢量增加，可提高鋼的紅硬性及減少熱過(guò)敏性，但鎢太高會(huì)增加碳化物的不均勻性，增大鋼的脆性，此外鎢元素的密度高，在離心力作用下易產(chǎn)生偏析，綜合考慮將鎢含量控制在2.54.5%。鈮高速鋼軋輥中加鈮的主要目的，其一是加鈮可防止VC在離心鑄造過(guò)程中產(chǎn)生偏析，因鈮元素的加入可生成密度較大的MC型復(fù)合碳化物(V、Nb系碳化物)，提高M(jìn)C型碳化物密度，其密度與鋼水密度相接近，使VC減少，有效地控制了離心鑄造高速鋼軋輥中VC偏析，從而可提高高速鋼軋輥的耐磨性。其二是鈮的加入易與碳、氮形成高熔點(diǎn)的碳化物、氮化物和碳、氮化合物，有利于細(xì)化高速鋼軋輥組織，提高高速鋼軋輥的強(qiáng)度和韌性。其三是鈮還可以提高M(jìn)s點(diǎn)的溫度，使淬火后殘留奧氏體量減少，從而減少鋼的回火次數(shù)。因鈮提高鋼的淬火溫度，降低了二次硬度峰值出現(xiàn)的溫度，綜合考慮，將鈮含量控制在0.51.0%。硅和錳高速鋼軋輥中加入少量硅和錳可起脫氧作用，但加入量都不能太多，其中硅含量過(guò)高，主要固溶于基體，降低基體抗熱疲勞性能，軋輥使用中易出現(xiàn)龜裂，嚴(yán)重時(shí)易出現(xiàn)剝落，而錳含量過(guò)高，軋輥組織粗大，鑄造時(shí)易出現(xiàn)熱裂，且錳含量過(guò)高，淬火組織中殘留奧氏體增加，軋輥淬硬性下降，合適硅含量宜控制在0.31.0%、錳含量宜控制在0.31.0%。氮氮可提高鋼的二次硬化性、紅硬性，細(xì)化晶粒，提高鋼的強(qiáng)度和韌性，加入量過(guò)多，軋輥組織中易出現(xiàn)氣孔，合適的氮加入量宜控制在0.050.12%。鈦加入鈦的目的，主要是為了細(xì)化晶粒，促進(jìn)硼化物的斷網(wǎng)和孤立分布，提高含硼高速鋼軋輥的強(qiáng)度和韌性，加入量過(guò)多，細(xì)化凝固組織的作用不明顯，反而降低基體組織中碳含量，降低軋輥淬硬性和淬透性，合適的加入量宜控制在0.100.20%。鎂鎂是強(qiáng)脫氧、脫硫元素，同時(shí)也是強(qiáng)成分過(guò)冷元素，在高硼低合金高速鋼軋輥中加入適量鎂，有利于碳化物和硼化物的斷網(wǎng)和孤立分布，從而提高高速鋼軋輥的強(qiáng)度和韌性，合適的加入量宜控制在0.080.15%。釔稀土熔點(diǎn)低，原子半徑大，是鋼鐵合金中的強(qiáng)成分過(guò)冷元素，由于其平衡常數(shù)Ko遠(yuǎn)小于1，在凝固過(guò)程中通過(guò)溶質(zhì)再分配而富集在初生奧氏體生長(zhǎng)前沿的溶體中，造成成分過(guò)冷，使奧氏體枝晶細(xì)化。由于奧氏體枝晶的細(xì)化，在凝固后期，在奧氏體枝晶間由于6偏析而形成的共晶鋼液溶池變小，從而共晶碳化物和硼化物也得到細(xì)化，提高高速鋼軋輥的強(qiáng)韌性、抗氧化性和耐磨性。加稀土的副作用是帶來(lái)夾雜，為了既能充分發(fā)揮稀土的有益作用，又能克服上述副作用，采用釔基重稀土取代常用的鈰基輕稀土。采用釔基重稀土可獲得密度較小的脫氧、脫硫產(chǎn)物，以利于其上浮，鈰稀土的脫氧、脫硫產(chǎn)物以Ce202S計(jì)，其密度為6.00g/cm3,釔稀土的脫氧、脫硫產(chǎn)物以Y202S計(jì)，密度為4.25g/cm3,按Stokes公式計(jì)算夾雜物的上浮速度V為[李慶春主編，鑄件形成理論基礎(chǔ)，北京機(jī)械工業(yè)出版社，1982]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>式(b)中V_夾雜物上浮速度，cm/s；g-重力加速度，cm/s2；r_夾雜物半徑，cm；P金屬液體的密度，g/cm3；P※-夾雜物的密度，g/cm3；n_液體的動(dòng)力粘度，g/cm.s?？梢?jiàn)后者的上浮速度較前者增大1倍，這是使用釔稀土獲得潔凈組織對(duì)高速鋼污染少的重要原因。Y的加入量0.040.12%時(shí)，效果較好。硫和磷硫、磷在高速鋼中多以低熔點(diǎn)夾雜物的形式聚集于晶界，在高溫加熱過(guò)程中易出現(xiàn)局部熔化，降低鋼的強(qiáng)度和塑性，因此高速鋼中的硫、磷含量應(yīng)嚴(yán)格控制，規(guī)定硫含量<0.04%，磷含量<0.04%。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)1)本發(fā)明軋輥不含價(jià)格昂貴的鉬、鎳、鈷等合金元素，且釩、鈮和鎢的加入量也較少，因此本發(fā)明軋輥與普通高速鋼軋輥相比，生產(chǎn)成本明顯下降，約降低成本2530%。2)本發(fā)明軋輥以硼替代部分釩、鈮、鎢和全部鉬、鎳、鈷等合金元素，因生成高硬度硼化物且采用噴水霧冷卻，因此軋輥硬度高，超過(guò)62HRC，硬化層深度超過(guò)80mm。3)本發(fā)明軋輥碳元素加入量少，軋輥熱疲勞性能好。4)本發(fā)明軋輥經(jīng)鈦、鈮、氮、釔和鎂元素處理后，硼化物呈斷網(wǎng)狀和孤立狀分布，且組織細(xì)小，使軋輥強(qiáng)度和韌性提高，其中抗拉強(qiáng)度大于950Mpa，沖擊韌性>12J/cm2。5)本發(fā)明軋輥在熱軋帶鋼軋機(jī)上使用，其軋鋼量比高鎳鉻無(wú)限冷硬鑄鐵軋輥提高4倍以上，在棒材軋機(jī)精軋機(jī)架上使用，其軋鋼量比貝氏體球鐵軋輥提高3.5倍以上，在高速線材預(yù)精軋軋機(jī)上使用，其軋鋼量比普通高速鋼軋輥提高4050%。為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中圖1是本發(fā)明軋輥的示意圖，其中1-輥身，2-輥芯。具體實(shí)施例方式(實(shí)施例1)采用500公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉軋輥輥身1，采用1500中頻感應(yīng)電爐熔煉軋輥輥芯2。其制造工藝步驟是①先將普通廢鋼、鉻鐵和鎢鐵混合加熱熔化，鋼水熔清后加入硅鐵和錳鐵。②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1510°C，加鋁脫氧，而后依次加入鈮鐵、釩鐵、硼鐵和鈦鐵，當(dāng)鋼水升溫至1570°C時(shí)出爐。③將含氮鉻鐵、釔基稀土鎂合金破碎至粒度812mm的小塊，經(jīng)150°C烘干后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對(duì)鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理。④用離心鑄造方法澆注軋輥輥身，鋼水澆注溫度1433°C，輥身1澆注完畢后，直接采用球墨鑄鐵熔液充填輥芯2。⑤軋輥在粗加工前進(jìn)行退火處理，退火加熱溫度870°C，保溫時(shí)間8h，爐冷至560°C后，空冷至室溫。然后進(jìn)行粗加工。⑥粗加工后的軋輥加熱至1010°C，保溫5h后，噴水霧冷卻輥面；當(dāng)輥面溫度低于400°C，重新加熱至540°C，保溫8h后空冷；當(dāng)輥面溫度低于300°C，重新加熱至510°C，保溫8h后，爐冷至180°C，然后空氣冷卻至室溫，最后精加工至規(guī)定尺寸和精度。本實(shí)施例軋輥輥身化學(xué)成分見(jiàn)表1，輥身力學(xué)性能見(jiàn)表2。表1軋輥輥身化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2輥身力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>5實(shí)施例2采用500公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉軋輥輥身1，輥芯2采用鍛鋼毛坯加工而成。其制造工藝步驟是①先將普通廢鋼、鉻鐵和鎢鐵混合加熱熔化，鋼水熔清后加入硅鐵和錳鐵。②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1538°C，加鋁脫氧，而后依次加入鈮鐵、釩鐵、硼鐵和鈦鐵，當(dāng)鋼水升溫至1594°C時(shí)出爐。③將含氮錳鐵、釔基稀土鎂合金破碎至粒度812mm的小塊，經(jīng)180°C烘干后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對(duì)鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理。④用離心鑄造方法澆注軋輥輥身1，鋼水澆注溫度1458°C，輥身澆注完畢后，直接凝固成輥套1，輥套1經(jīng)機(jī)械加工和熱處理后，與鍛鋼輥芯2機(jī)械組裝成整體軋輥。⑤輥套1在粗加工前進(jìn)行退火處理，退火加熱溫度895°C，保溫時(shí)間6h，爐冷至600°C后，空冷至室溫。然后進(jìn)行粗加工。⑥粗加工后的輥套1加熱至950°C，保溫7h后，噴水霧冷卻輥面；當(dāng)輥面溫度低于400°C，重新加熱至50(TC，保溫10h后空冷；當(dāng)輥面溫度低于300°C，重新加熱至490°C，保溫10h后，爐冷至160°C，然后空氣冷卻至室溫，最后精加工至規(guī)定尺寸和精度。本實(shí)施例軋輥輥身化學(xué)成分見(jiàn)表3，輥身力學(xué)性能見(jiàn)表4。表3軋輥輥身化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表4輥身力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)施例3:采用1000公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉軋輥輥身1，采用3000中頻感應(yīng)電爐熔煉軋輥輥芯2。其制造工藝步驟是①先將普通廢鋼、鉻鐵和鎢鐵混合加熱熔化，鋼水熔清后加入硅鐵和錳鐵。②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1525°C，加鋁脫氧，而后依次加入鈮鐵、釩鐵、硼鐵和鈦鐵，當(dāng)鋼水升溫至1571°C時(shí)出爐。③將含氮鉻鐵、釔基稀土鎂合金破碎至粒度812mm的小塊，經(jīng)170°C烘干后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對(duì)鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理。④用離心鑄造方法澆注軋輥輥身1，鋼水澆注溫度1437°C，輥身1澆注完畢后，直接采用球墨鑄鐵熔液充填輥芯2；⑤軋輥在粗加工前進(jìn)行退火處理，退火加熱溫度900°C，保溫時(shí)間6h，爐冷至590°C后，空冷至室溫。然后進(jìn)行粗加工。⑥粗加工后的軋輥加熱至980°C，保溫6h后，噴水霧冷卻輥面；當(dāng)輥面溫度低于400°C，重新加熱至530°C，保溫8h后空冷；當(dāng)輥面溫度低于300°C，重新加熱至490°C，保溫7h后，爐冷至180°C，然后空氣冷卻至室溫，最后精加工至規(guī)定尺寸和精度。本實(shí)施例軋輥輥身化學(xué)成分見(jiàn)表5，輥身力學(xué)性能見(jiàn)表6。表5軋輥輥身化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表6輥身力學(xué)性能硬度/HRC抗拉強(qiáng)度/MPa沖擊韌性/J.cm—2淬硬層深度/mm63.1974.613.281.權(quán)利要求一種高硼低合金高速鋼軋輥，由輥身(1)和輥芯(2)兩部分組成，其特征在于輥身(1)化學(xué)組成質(zhì)量百分比為C0.32～0.55％、B1.42～2.13％、Cr5.2～6.5％、W2.5～4.5％、V1.6～1.8％、Nb0.5～1.0％、Si0.3～1.0％、Mn0.3～1.0％、Ti0.10～0.20％、N0.05～0.12％、Y0.04～0.12％、Mg0.08～0.15％、P＜0.04％、S＜0.04％，余量為Fe。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硼低合金高速鋼軋輥，其特征在于輥身(1)化學(xué)組成中B的質(zhì)量百分比計(jì)算式為:B%=0.15V%+0.30(Ti%+Nb%)+l.01.5%03.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硼低合金高速鋼軋輥的制造方法，其特征在于其工藝步驟為1)軋輥輥身用電爐熔煉，用離心鑄造方法澆注，其工藝步驟是①先將普通廢鋼、鉻鐵和鎢鐵混合加熱熔化，鋼水熔清后加入硅鐵和錳鐵；②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至15001540°C，加鋁脫氧，而后依次加入鈮鐵、釩鐵、硼鐵和鈦鐵，當(dāng)鋼水升溫至15501600°C時(shí)出爐；③將含氮鉻鐵或含氮錳鐵、釔基稀土鎂合金破碎至粒度812mm的小塊，經(jīng)150180°C烘干后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對(duì)鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理；④用離心鑄造方法澆注軋輥輥身，鋼水澆注溫度14201460°C；2)輥身澆注完畢后，可采用以下兩種方法的一種制成軋輥①直接采用球墨鑄鐵熔液充填輥芯；②輥身澆注完畢后直接凝固成輥套，輥套經(jīng)機(jī)械加工和熱處理后，與鑄鋼或鍛鋼輥芯機(jī)械組裝成整體軋輥；3)制得的軋輥或輥套進(jìn)行退火處理，退火加熱溫度至860900°C，保溫時(shí)間610h，爐冷至550600°C后，空冷至室溫，然后進(jìn)行粗加工；4)粗加工后的軋輥或輥套加熱至9501015°C，保溫48h后，噴水霧冷卻輥面；當(dāng)輥面溫度低于400°C，重新加熱至500550°C，保溫612h后空冷；當(dāng)輥面溫度低于300°C，重新加熱至480520°C，保溫612h后，爐冷至150200°C，然后空氣冷卻至室溫，最后精加工至規(guī)定尺寸和精度。全文摘要本發(fā)明涉及一種高硼低合金高速鋼軋輥及其制造方法，該軋輥由輥身(1)和輥芯(2)兩部分組成，軋輥輥身化學(xué)組成成分是(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)C0.32～0.55％、B1.42～2.13％、Cr5.2～6.5％、W2.5～4.5％、V1.6～1.8％、Nb0.5～1.0％、Si0.3～1.0％、Mn0.3～1.0％、Ti0.10～0.20％、N0.05～0.12％、Y0.04～0.12％、Mg0.08～0.15％、P＜0.04％、S＜0.04％，余量為Fe。本發(fā)明制得的軋輥具有硬度高、淬透層深、耐磨性和抗熱疲勞性能好等特點(diǎn)，在熱軋鋼生產(chǎn)中具有良好的使用效果。文檔編號(hào)B22D13/02GK101831590SQ20091002578公開(kāi)日2010年9月15日申請(qǐng)日期2009年3月10日優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日發(fā)明者戴建方,符寒光申請(qǐng)人:江蘇東冶軋輥有限公司