离心铸造高耐磨合金铸铁复合抗磨辊圈生产工艺 本发明提供了一种复合辊圈的外层成分、离心复合浇铸及热处理工艺。
与本发明的相关技术有我国专利号ZL94 1 009424的复合抗磨对辊辊圈外层的铬锰钼铸铁，其成分(％)为：C1.9～2.6、Cr11.0～14.5、Mn0.6～2.8、Mo1.0～1.9、Cu0.9～1.5、V0.08～0.20、RE0.01～0.02。美国Climax公司的高铬钼铸铁，其成分(％)为：C2.8～3.5、Cr14～16、Mo1.9～2.2、Mn0.6～0.9。英国BS，4844：Part3：1975耐磨白口铁级别3A，其成分(％)为：C2.4～3.0、Cr14～17、Mo0～2.5、Ni0～1.0、Mn0.5～1.5、Cu0～1.2。
国内目前使用的对辊辊圈产品有三种，第一种为中高碳铸钢辊圈，第二种为中锰球铁辊圈，第三种为冷硬铸铁辊圈。前两种耐磨性差，使用寿命低。第一种总寿命不超过40天，第二种由于锰含量较高，冶炼成分波动大，性能稳定性差，使用寿命波动大，且易碎裂，最高使用寿命不超过4个月。这两种辊圈无法达到煤矸石砖的细碎要求。冷硬铸铁辊圈若硬度达到HRC50以上，才有稍高的使用寿命。
本发明的目的在于提供一种具有高抗磨性、耐冲击、高韧性、高使用寿命、性能价格比优异、适用于煤矸石、水泥熟料和礓石土等硬质材料细碎的高耐磨合金铸铁复合抗磨辊圈生产工艺。
本发明的构成为：
1.采用高耐磨合金铸铁作为辊圈的外层材料，它含有较高的钒含量，增加抗磨相Cr7C3相的硬度，细化共晶碳化物和铸造组织，从而提高合金铸铁的耐磨性和韧性。镍、钛等少量和微量元素可进一步改善韧性，镍、钼、锰、氮的合理使用，可发挥各元素之间的交互作用，改善合金铸铁的组织，提高其淬透性，从而进一步提高其综合力学性能和工艺性能。高耐磨合金铸铁的化学成分(％)为：C1.7～3.0、Cr11.0～20.0、V0.3～1.2、Mo1.0～2.0、Ni≤1.5、Mn≤1.5、Cu≤1.5、N0.06～0.15、Ce0.01～0.04、Ti≤0.10。
2.采用离心铸造复合浇注工艺。用感应炉、冲天炉熔炼高耐磨合金铸铁和球墨铸铁，球墨铸铁的成分(％)为：C3.7～4.0、Si2.2～2.6、Mn≤0.6、P≤0.03、S≤0.02、RE≤0.03、Mg≤0.04，余量为Fe。采用离心铸造工艺，高耐磨合金铸铁的开浇温度高于1440℃，当高耐磨合金铸铁浇入铸模超过1/2后加入保护渣。浇完全部高耐磨合金铸铁，并待其表面温度冷却到1000℃以下，浇入球墨铸铁。球墨铸铁的开浇温度为1320～1440℃，待球墨铸铁完全凝固后停机。
3.采用淬火和回火热处理工艺。离心机停机后，立即脱模，辊圈红着送入退火炉，加热到920～1000℃保温4小时然后炉冷，低于100℃出炉。
淬火和回火。辊圈放入淬火炉，控制加热速度20～50℃/h，炉温升到940～1000℃保温3～4小时，由炉中取出进行淬火，控制冷却速度5～10℃/min，冷却到550～450℃再控制以10～20℃/h冷却到低于60℃，淬火完毕。然后立即回火，回火温度控制在450～580℃范围，保温3小时炉冷。
本发明的优点在于：
1.解决了我国煤矸石、水泥熟料及页岩的高效细碎工艺装备的难题。
2.通过加入较高钒含量和多种少量及微量元素，提高了辊面的耐磨性和韧性。
3.通过两种金属复合铸造，使热处理后辊圈地高耐磨性和高强韧性得到良好的统一。
4.热处理工艺易控制，热处理后辊圈性能稳定性好，辊外层淬硬层深，淬硬层由表到深度硬度分布均匀，在HRC56～63之间，内应力小，抗振能力强，对细碎煤矸石或礓石土，使用寿命为铸钢辊圈的40倍，为中锰球铁辊圈的6倍以上，为冷硬铸铁辊圈的3倍以上。
5.高速细碎设备使用本发明的高耐磨合金铸铁复合辊圈，保证生产能正常进行，减少维修换辊圈的次数，提高了劳动生产率，节省维修费用。实施例
成品对辊辊圈尺寸：700×500mm，厚70mm，其中高耐磨合金铸铁层厚30mm，球墨铸铁层厚40mm。
高耐磨合金铸铁成分(％)为：C2.65、Cr14.70、Mo1.54、Ni0.82、Mn0.65、Cu0.35、N0.06、Ce0.015、Ti0.02、余量为Fe。高耐磨合金铸铁浇注温度为1448℃，浇完2/3铁液加入保护渣，浇完高耐磨铸铁待表面温度降到1000℃时开始浇注球墨铸铁，球墨铸铁的浇注温度为1335℃。待球墨铸铁完全凝固后停机，立即脱模，将辊圈红着送入退火炉，进行退火，退火温度950℃保温3.5小时缓冷。辊圈经机械加工后进行淬火，加热到960℃保温2.5小时，由炉中取出淬火，控制冷却速度4～6℃/min，冷却到500℃再以20℃/h冷却到低于60℃，淬火完毕。然后立即回火，回火温度在480～540℃范围保温3小时，炉冷到120℃以下出炉。