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1、10申请公布号CN104099528A43申请公布日20141015CN104099528A21申请号201410322763822申请日20140708C22C38/46200601C21D9/3820060171申请人宁波市鄞州文昌金属制品有限公司地址315171浙江省宁波市鄞州区集士港镇卖面桥村72发明人吴满旵74专利代理机构宁波市鄞州盛飞专利代理事务所普通合伙33243代理人张向飞54发明名称一种异型轧辊及其制备方法57摘要本发明涉及一种异型轧辊及其制备方法，属于轧钢轧辊技术领域。所述异型轧辊的组成元素及其质量百分比为碳C0203，铬CR4557，锰MN025035，钼MO1011，镍。
2、NI1015，钒V0510,余量为铁FE以及不可避免的杂质。其制备方法包括以下步骤按上述异型轧辊的组成元素及质量百分比配制原料；冶炼，浇铸成铸件；锻造处理后进行回火处理；热处理和表面淬火处理即可得异型轧辊。本发明异型轧辊的强度、硬度、韧性、耐磨性等综合力学性能优异，其硬度可达5862HRC，使用寿命是常规的轴承钢的3倍，且生产成本低。51INTCL权利要求书1页说明书6页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图1页10申请公布号CN104099528ACN104099528A1/1页21一种异型轧辊，其特征在于，所述异型轧辊的组成元素及其质量百分比为。
3、碳C020030，铬CR450570，锰MN025035，钼MO100110，镍NI100150，钒V050100,余量为铁FE以及不可避免的杂质。2根据权利要求1所述的异型轧辊，其特征在于，所述杂质中，硫S元素的质量百分比小于等于0025，磷P元素的质量百分比小于等于0025。3根据权利要求1中所述异型轧辊，其特征在于，所述异型轧辊的组成元素及其质量百分比为碳C025，锰MN030，铬CR530，镍NI130，钼MO120，钒V080，余量为铁FE以及不可避免的杂质。4根据权利要求1中所述异型轧辊，其特征在于，所述异型轧辊的组成元素及其质量百分比为碳C020，锰MN035，铬CR450，镍N。
4、I150，钼MO100，钒V100，余量为铁FE以及不可避免的杂质。5根据权利要求1中所述异型轧辊，其特征在于，所述异型轧辊的组成元素及其质量百分比为碳C030，锰MN025，铬CR570，镍NI100，钼MO150，钒V050，余量为铁FE以及不可避免的杂质。6根据权利要求1所述异型轧辊的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤S1、原料配制按权利要求1中所述异型轧辊的组成元素及质量百分比配制原料；S2、冶炼将配制好的原料进行冶炼，在14001500下浇铸成异型轧辊铸件；S3、回火处理将异型轧辊铸件先加热至10001100，然后在820870下进行锻造处理，接着进行回火处理；S4、热。
5、处理将步骤S3中制得的轧辊依次进行热处理和表面淬火处理，表面淬火处理为先预热至320480，再于780860下进行感应淬火，保温13小时后冷却，然后在300330下进行回火，即制得最终产品异型轧辊。7根据权利要求6中所述异型轧辊的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的浇铸温度为14201480。8根据权利要求6中所述异型轧辊的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述的回火处理为第一次回火温度为350500，保温13小时后冷却，冷却至60后在330450下进行第二次回火处理。9根据权利要求6中所述异型轧辊的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述的热处理温度为800860。10根据权利要求6中所述异型轧。
6、辊的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述的表面淬火处理为先预热至350450，再于800850下进行感应淬火，保温13小时后冷却，然后在300320下进行回火。权利要求书CN104099528A1/6页3一种异型轧辊及其制备方法技术领域0001本发明涉及一种异型轧辊，具体涉及一种异型轧辊及其制备方法，属于轧钢轧辊技术领域。背景技术0002轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件，利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。随着钢材市场的竞争越来越激烈，对于钢材的表面质量要求越来越高。而轧辊质量的高低不仅直接影响到钢材的表面质量和尺寸精度，还影响着轧机的生产作业率，这也直接制约着企业的经济效益。所以，提。
7、高轧辊的性能、延长轧辊的使用寿命并降低轧辊的消耗，已成为国内外轧钢使用企业和轧辊制造业关注的重要课题。0003中国发明专利申请文件公开号CN103614653A中公开了一种轧辊的材料，其化学组分及其重量百分比为碳C050080，锰MN020100，铬CR450600，镍NI020080，钼MO020100，钒V010050，硅SI030120，P0025，S0020，其余为FE和不可避免的杂质。该材料在一定程度上提高了轧辊的质量，提高了轧辊的性能，但是其使用寿命和耐温性能、抗裂性能等没有得到明显的改善。发明内容0004本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种耐磨性能、耐温性能、抗裂性能。
8、、韧性都较好，使用寿命长的异型轧辊。0005本发明的目的可通过下列技术方案来实现一种异型轧辊，所述异型轧辊的组成元素及其质量百分比为碳C020030，铬CR4557，锰MN025035，钼MO1011，镍NI1015，钒V0510,余量为铁FE以及不可避免的杂质。0006相较于现有技术，本发明设计了一种新的异型轧辊的材料，在不添加硅元素的基础上，通过优化各成分的配比，得到耐磨性能、耐温性能、抗裂性能、韧性都较好且使用寿命长的异型轧辊。0007本发明异型轧辊中的碳C含量为020030。碳是钢中重要的组成元素，它以固溶和形成碳化物的方式来提高轧辊的强度、改善轧辊的耐磨性。随着碳含量的增加，碳化合物。
9、的数量增加，尺寸加大，从而缩小碳化合物间的间距，提高其耐磨性。但是如果碳含量过高，会加大轧辊的脆性，降低其强度和韧性，从而导致轧辊在反复的加热和冷却的过程中，其表面易形成裂纹或者中断；若碳含量过低，轧辊的硬度低，耐磨性能差。本发明中将碳元素的含量控制在020030，可使异型轧辊具有较好的综合性能。0008在本发明异型轧辊中加入4557的铬CR，可与碳元素可产生协同作用。随着铬元素含量的增加，CR7C3型碳化物的数量也会增加，而CR7C3型碳化物的显微硬度可以达到16001800HV，这有利于提高轧辊的硬度和耐磨性。而且铬元素的加入能提高钢材的淬说明书CN104099528A2/6页4透性以及钢。
10、材的抗氧化性能，同时也可以提高轧辊的抗回火稳定性以及轧辊的抗接触疲劳性能。但是铬元素加入量过多，反而会降低轧辊的韧性和塑性。因此本发明异型轧辊的铬元素的加入量控制在4557，这保证了在提高轧辊的硬度和耐磨性能的同时有效防止轧辊韧性和塑性的降低。0009锰MN是异型轧辊中主要的强化元素，它大部分溶于铁素体和渗碳体中，主要起固溶强化作用。其余的锰元素可以和碳形成MN3C碳化物，MN3C碳化物又能与铁元素相互溶解，在轧辊中生成FEMN3C型碳化物。这可以降低奥氏体分解速度，从而大大提高异型轧辊的淬透性。但锰作为过热敏感性元素，含量过高，会出现大量的网状铁素体，从而增加轧辊的回火脆性倾向，最终导致淬火。
11、组织中残余奥氏体的增加，而残余奥氏体不利于轧辊的热处理和使用。过高的锰含量还会增加轧辊的线收缩率和体收缩率，从而增加轧辊毛坯在铸造过程中发生热裂的倾向性。因此本发明异型轧辊中锰元素的加入量控制在025035之间，起到细化轧辊的基体组织、提高轧辊的强度和韧性的作用。0010镍NI与锰MN一样可以起到细化轧辊的基体组织、提高轧辊的强度和韧性的作用。镍与铬共存，可显著提高轧辊的综合性能。一定含量的镍不仅可以确保轧辊的基体组织淬火成马氏体，还可以提高轧辊的淬透性，改善轧辊的力学性能。一旦镍含量过多，会导致轧辊的淬火组织残余奥氏体的增多，反而降低轧辊的硬度和韧性，同时还会损害轧辊的耐磨性。此外，镍的价格。
12、昂贵，过量的镍会提高生产成本。因此本发明异型轧辊中将镍含量控制在1015。0011与现有技术相比，本发明异型轧辊中钼MO元素含量大大增加。钼元素的加入可有效抑制异型轧辊冷却过程中晶界碳化物的析出，有利于细化晶粒，提高轧辊的韧性；并增加碳化物的数量，提高碳化物的硬度，改善轧辊的耐磨性，提高轧辊的高温硬度以及轧辊的高温耐磨性。同时钼元素还可以提高轧辊的抗回火稳定性，并减小甚至消除轧辊的回火脆性。此外，适量的钼和镍产生协同作用，有利于基体组织中马氏体的形成。但是钼元素会降低轧辊的导热性，若钼含量过高，轧辊的导热性降低，从而增大轧辊的热应力，降低其抗热疲劳性能。通过试验发现，将本发明异型轧辊中钼含量控。
13、制为1011，效果最佳。0012钒不仅是强化合物形成元素，还是钢材优良的脱氧剂，不仅与碳的结合力非常强，会形成高熔点、高硬度、高弥散度且稳定的VC碳化物，还可以细化晶粒。在本发明异型轧辊中加入钒，与其他元素产生协同作用，可以提高轧辊的强度和韧性以及轧辊的抗腐蚀能力。但是钒有很强的沉淀强化作用，如果钒的加入量过多，会明显恶化轧辊的加工性能，且价格昂贵，会增加成本，所以钒的加入量一般不能超过10。0013虽然上述元素对异型轧辊材料都有一定的贡献，但使用时最关键的是要用合理的配比及组合，这样才能充分发挥各元素的优越性。0014为了获得良好的综合性能的异型轧辊，必须严格控制杂质元素的含量。所述杂质中，。
14、硫S元素的质量百分比小于等于0025，磷P元素的质量百分比小于等于0025。磷和硫都是有害元素，硫不仅在高温下会与铁元素形成FES化合物，导致热脆，而且也会与锰元素形成MNS化合物，从而影响轧辊的强度和韧性。本发明异型轧辊中将硫含量控制在0025以内用以降低异型轧辊的热脆性，提高它的延展性和韧性。而降低异型轧辊中的磷含量也可以有效的提高其抗拉强度。因此本发明异型轧辊中的硫和磷元素的含量均控制在0025以内。说明书CN104099528A3/6页50015本发明在不含硅的情况下，增加了钼和钒的含量，与现有技术相比，提高了异型轧辊强度、硬度、耐磨性、耐温性和抗裂性。特别地，本发明异型轧辊的使用寿命。
15、是常规的轴承钢的3倍。0016进一步地，所述异型轧辊的组成元素及其质量百分比为碳C025，锰MN030，铬CR530，镍NI130，钼MO120，钒V080，余量为铁FE以及不可避免的杂质。0017进一步地，所述异型轧辊的组成元素及其质量百分比为碳C020，锰MN035，铬CR450，镍NI150，钼MO100，钒V100，余量为铁FE以及不可避免的杂质。0018进一步地，所述异型轧辊的组成元素及其质量百分比为碳C030，锰MN025，铬CR570，镍NI100，钼MO150，钒V050，余量为铁FE以及不可避免的杂质。0019本发明还提供一种制备上述异型轧辊的方法，所述的制备方法包括以下步骤。
16、0020S1、原料配制按上述异型轧辊的组成元素及质量百分比配制原料；0021S2、冶炼将配制好的原料进行冶炼，在14001500下浇铸成异型轧辊铸件；0022S3、回火处理将异型轧辊铸件先加热至10001100，然后在820870下进行锻造处理，接着进行回火处理；0023S4、热处理将步骤S3中制得的轧辊依次进行热处理和表面淬火处理，表面淬火处理为先预热至320480，再于780860下进行感应淬火，保温13小时后冷却，然后在300330下进行回火，即制得最终产品异型轧辊。0024所述异型轧辊的锻造处理，一方面可以细化晶粒，提高材料的强韧性；另一方面可以通过锻造加热和变形工艺的合理制定，提高材。
17、料的使用性能，并为后续的热处理工序奠定良好的基础。0025所述异型轧辊的热处理中，热处理可降低异型轧辊的硬度、消除残余应力，同时改善组织以消除网状碳化物，细化晶粒，为后面的回火处理做好组织准备；表面淬火过程使异型轧辊工作层获得良好且适用的组织，充分发挥各元素在异型轧辊中的作用，提高轧辊本身工作层的硬度以及耐磨性。0026在上述异型轧辊的制备方法中，作为优选，步骤S2中的浇铸温度为14201480。0027在上述异型轧辊的制备方法中，作为优选，步骤S3中所述回火处理为第一次回火温度为350500，保温13小时后冷却，冷却至60后在330450下进行第二次回火处理；0028在上述异型轧辊的制备方法。
18、中，作为优选，步骤S4中所述热处理温度为800860。0029在上述异型轧辊的制备方法中，作为优选，步骤S4中所述表面淬火处理为先预热至350450，再于800850下进行感应淬火，保温13小时后冷却，然后在300320下进行回火。0030与现有技术相比，本发明具有以下有益效果00311本发明异型轧辊的原料的配伍合理，适当增加了钼和钒的含量，通过各元素之说明书CN104099528A4/6页6间产生的协同作用，提高异型轧辊的强度、硬度、韧性、耐磨性等综合力学性能。00322本发明异型轧辊的制备方法简单易行，通过特定原料的配伍及特定制备方法，使制得异型轧辊的硬度可达5862HRC，使用寿命是常规。
19、的轴承钢的3倍。00333本发明异型轧辊原材料中适当减少了镍、锰、铬等的用量，降低了异型轧辊的生产成本，提高其实用性。附图说明0034图1是本发明的结构示意图。0035图中，1、辊体；11、通孔；12、安装口；13、安装槽。具体实施方式0036以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。0037本发明异性轧辊包括呈圆柱状的辊体1，在辊体上沿轴向开设有一贯穿辊体的通孔11，在辊体一端面上沿径向方向开设有一贯穿辊体并与通孔相通的安装口12，在辊体外侧壁上周向开设有首尾相连通的安装槽，安装槽两侧壁圆弧过渡至安装槽13底部，且安装槽槽口的口径自安装。
20、槽首端至安装槽尾端呈线性递减。0038表1实施例13用于制备异型轧辊的组成成分及质量百分比00390040实施例10041原料配制按异型轧辊的组成元素及质量百分比配制原料；0042冶炼将配制好的原料进行冶炼，在1420下浇铸成异型轧辊铸件；0043锻造将所述的异型轧辊铸件加热至1000，然后将异型轧辊依次进行锻造处理、回火处理，其中锻造处理中锻造温度为820，回火处理中第一次回火温度为350，保温1小时，冷却至60后于330下进行第二次回火处理；0044热处理将上述锻造后的轧辊依次进行锻后热处理和表面淬火处理，其中锻后热处理温度为800，表面淬火为先预热至320，再于780下进行感应淬火，保温。
21、1小时说明书CN104099528A5/6页7后冷却，然后在温度为300下进行回火，即制得最终成品异型轧辊。0045实施例20046原料配制按异型轧辊的组成元素及质量百分比配制原料；0047冶炼将配制好的原料进行冶炼，在1450下浇铸成异型轧辊铸件；0048锻造将所述的异型轧辊铸件加热至1050，然后将异型轧辊依次进行锻造处理、回火处理，其中锻造处理中锻造温度为850，回火处理中第一次回火温度为430，保温2小时，冷却至60后于390下进行第二次回火处理；0049热处理将上述锻造后的轧辊依次进行锻后热处理和表面淬火处理，其中锻后热处理温度为830，表面淬火为先预热至400，再于820下进行感应。
22、淬火，保温2小时后冷却，然后在温度为320下进行回火，即制得最终成品异型轧辊。0050实施例30051原料配制按异型轧辊的组成元素及质量百分比配制原料；0052冶炼将配制好的原料进行冶炼，在1480下浇铸成异型轧辊铸件；0053锻造将所述的异型轧辊铸件加热至1100，然后将异型轧辊依次进行锻造处理、回火处理，其中锻造处理中锻造温度为870，回火处理中第一次回火温度为500，保温3小时，冷却至60于450下进行第二次回火处理；0054热处理将上述锻造后的轧辊依次进行锻后热处理和表面淬火处理，其中锻后热处理温度为860，表面淬火为先预热至480，再于860下进行感应淬火，保温3小时后冷却，然后在温。
23、度为330下进行回火，即制得最终成品异型轧辊。0055将实施例13中制得的异型轧辊进行性能测试，测试结果如表2所示。0056表2本发明实施例13制得的异型轧辊的性能测试结果00570058对比例为现有技术中采用如下组成元素及其质量百分比碳C070085，锰MN090120，铬CR102116，氮N001003，钼MO025045，钒V003008，硅SI017044，铌NB004010，钛TI004010，镧LA002008，铈CE002008，铝AL003008，钙CA00050015，硼B00020006，碲TE00030015，P003，S003，其余为FE，其中006LACE012，制得一种合金铸钢轧辊。具体参见中国发明专利申请文件公开号CN101530863A。0059综上所述，本发明异型轧辊的化学成分组成配伍合理，使其各方面的性能得到较大的改善，得到的异型轧辊强度高、硬度高、韧性好、耐磨性能好，使用寿命是常规轴承钢的说明书CN104099528A6/6页83倍。0060本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。说明书CN104099528A1/1页9图1说明书附图CN104099528A。