一種拉矯輥的制造方法技術

本發明專利技術提供一種拉矯輥的制造方法，屬于冶金軋輥制造領域，起解決了現有技術制造的拉矯輥易磨損、使用壽命短的缺點。本發明專利技術的拉矯輥的制造方法包括配料、鑄造、堆焊、熱處理、粗加工以及精加工步驟。本發明專利技術拉矯輥的制造方法無論是堆焊前輥坯的機械性能、堆焊后輥坯的硬度還是堆焊層本身的機械性能均很好的滿足了生產工藝的要求，使得本發明專利技術工藝制成的具有堆焊層的拉矯輥具有高耐磨、高耐腐蝕性且使用壽命長的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于冶金軋輥制造領域，尤其涉及一種連鑄輥中的拉矯輥的制造方法。
技術介紹
連鑄是提高鋼產量、降低能耗、提高成材率的有效途徑，因此，連鑄技術已成為世界各國鋼鐵、銅材等加工企業的主要工藝手段。連鑄輥是連鑄機的關鍵部件，而拉矯輥又是連鑄輥部件的關鍵，拉矯輥質量的好壞將直接影響連鑄輥輸送出來的鑄坯的質量。由于連鑄過程中惡劣的外部條件且拉矯輥輥面長時間與鑄坯接觸，使得連鑄輥溫度上升較快，同時，在連鑄工藝的后段，一般需要通過冷卻水冷卻鑄坯。拉矯輥自身的溫度在冷熱之間快速且多次的變化，使得拉矯輥輥面發生龜裂，且受高溫氧化和冷卻水腐蝕的作用，拉矯輥輥面極易剝落，造成輥面凹凸不平，嚴重影響鑄坯的質量，同時拉矯輥自身的機械強度也大大降低，使得拉矯輥的使用壽命通常不超過一個月，極大的浪費成本。中國專利申請(公開號CN2756353Y)涉及連鑄機用輥的硬質覆層，它主要是在連鑄機用輥上堆焊有碳化鎢藥芯不銹鋼材料，雖然該硬質覆層可有效地防止在火焰切割鑄坯將輸送輥割穿，又使拉矯輥具有耐高溫和腐蝕性能，但是有拉矯輥和硬質覆層材料屬于異種鋼焊接，易產生剝落現象，耐磨損性較差，使用壽命短。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術所存在的缺陷，提出一種機械強度高、使用壽命長且節約成本的拉矯輥的制造方法。本專利技術的上述目的是通過以下技術方案得以實現的，該方法包括以下步驟Sl 將42CrMo鋼材原料熔化后注入拉矯輥箱型腔內冷卻凝固，而后送至壓力機上采用普通快鍛或自由鍛工藝鍛造成型為輥坯，，將鍛造成型的輥坯經過第一次退火，退火溫度為400°C _520°C，退火時間2-3小時，然后進行第一次粗加工；S2:將第一次粗加工得到的輥坯進行調質處理，調質處理后利用火焰加熱方式進行表面預熱處理，預熱溫度為100°c -450°c，預熱處理時間為7-10小時；S3 按照如下質量百分比的組分配制堆焊劑C :0. 03 % -0. 15 %, Si 0. 2% -1. 5%,Mn 1. 5% -2. 5%,Cr :12. 0% -14. 5%,Ni 0. 5% -1. 8%,Mo 0. 4% -1. 5%, S < 0. 03%, P < 0. 04%，其余為Fe ；然后將堆焊劑堆焊于預熱處理后的輥坯表面上形成 5-15mm的堆焊層，堆焊條件為焊接電壓U = 30-35V，焊接電流I = 475-490A，焊接速度為 300-310mm/min,出絲速度為 1. 8_2mm/min ；S4:將上述堆焊后的輥坯進行第二次熱處理，熱處理后出爐空冷，然后經過第二次粗加工后精加工得到拉矯輥。本專利技術步驟Sl中42CrMo鋼材的組分及其質量百分比為C :0. 38% -0. 45%,Si ^ 0. 4 %, Mn 0. 6 % -0. 9 %, P ^ 0. 035 %, S ^ 0. 035 %, Cr 0. 9 % -1. 2 %, Mo 0. 15% -0. 3%，余量為鐵；該鋼材具有高強度和韌性，淬透性也較好，無明顯的回火脆性， 調質處理后有較高的疲勞極限和抗多次沖擊能力，低溫沖擊韌性良好。第一次退火處理可以提高鋼材的強度，特別是疲勞強度。步驟S2中輥坯經過調質處理后使輥坯的機械性能得到進一步的提高，調質處理后還經過機械性能檢測、半精加工以及第一次探傷檢測步驟，由于輥芯采用42CrMo鋼材為中碳合金鋼，在堆焊前對輥芯待焊表面進行預熱處理，采取火焰預熱法方式。預熱溫度保證輥芯母材整體熱透，預熱溫度優選為200°C -300°C，溫度太低，將會產生開裂等缺陷。步驟S3中堆焊劑中Ni和Mo等為高溫強化合金，在堆焊劑中加入過多的Ni、Mo等合金元素對于提高抗冷熱疲勞性能的效果并不明顯，但是對于拉矯輥的綜合性能的提高是有必要的。其中Cr的含量是以確保耐氧化腐蝕性能為前提的，應有足夠的含量，但是過量將劣化堆焊層的綜合性能。M是保證堆焊層高韌性和針對馬氏體組織的脆性而添加的，含量過高將降低堆焊層的相變點溫度。C的含量應與M的含量平衡，防止鐵素體的析出，并且以不生成殘余奧氏體和不降低耐氧化腐蝕性為限。加入Mo等合金元素是為了固定C和細化晶粒，提高堆焊層的屈服強度、耐氧化腐蝕能力等綜合性能。作為優選，步驟S3中所述的堆焊劑組分的質量百分比為:C :0. 06% -0. 12%, Si :0. 2% -0. 5%, Mn 1. 6% -2. 0%, Cr 13. 0% -14. 0%, Ni 0. 8% -1. 2%, Mo 0. 8% -1. 2%, S < 0. 03%, P < 0. 04%，其余為狗。堆焊方式為現有普通的堆焊如埋弧堆焊等。堆焊后還包括清除堆焊層缺陷的步驟。步驟S4中第二次熱處理的目的是消除焊接應力，作為優選，第二次熱處理的具體過程為將溫度大于350°C的輥坯送入熱處理爐內以8-15°C每小時的溫度加熱輥坯，并最終使得輥坯溫度穩定在570°C至600°C，在該溫度下保溫8-15小時，而后以5°C至30°C每小時的速度隨爐冷卻，當輥坯溫度冷卻至小于150°C后出爐空冷。第二次粗加工后還包括第二次探傷檢測步驟，精加工后還包括第三次探傷檢測步驟。所述第一次探傷檢測、第二次探傷檢測以及第三次探傷檢測均采用超聲波檢測方式檢測。在上述拉矯輥的制造方法中，步驟Sl中鍛造比大于等于4。鍛造比彡4的目的是防止輥坯鍛件有重皮、縮孔和疏松等缺陷。在上述拉矯輥的制造方法中，步驟S2中的調質處理包括淬火和高溫回火，其具體步驟為將第一次粗加工后的輥坯在780-850°C條件下用淬火油進行淬火處理，油冷80-120 分鐘空冷，冷至200°C左右時回火，回火溫度600-650°C，保溫時間2_3小時；出爐空冷至室溫。經過調質處理中淬火和高溫回火后，可以獲得強度、硬度、塑性和韌性都較好的輥坯。在上述拉矯輥的制造方法中，驟S3堆焊過程中包括先堆焊過渡層，然后堆焊工作層，所述的過渡層厚度為l_3mm，所述的工作層厚度為4-9mm，所述的過渡層和工作層組成堆焊層。本專利技術采用過渡層來保證堆焊層和輥坯的結合強度，防止產生堆焊層剝離的現象。與現有技術相比，本專利技術拉矯輥的制造方法無論是堆焊前輥坯的機械性能、堆焊后輥坯的硬度還是堆焊層本身的機械性能均很好的滿足了生產工藝的要求，使得本專利技術工藝制成的具有堆焊層的拉矯輥具有高耐磨、高耐腐蝕性且使用壽命長的優點。具體實施例方式下面通過實施例進一步描述本專利技術，但本專利技術不僅僅局限于以下實施例。實施例一將42CrMo鋼材原料的化學成分檢驗合格后，采用頂注法或者底注法將液態原料注入拉矯輥箱型腔內。液態原料凝固后送至壓力機上進行鍛造加工，經過一至二次鍛造成型后使得輥坯的鍛造比為5。鍛造可采用快鍛或自由鍛工藝，各類工藝條件符合國家標準 JB/T 5000. 8即可。鍛造后進行第一次退火處理，退火溫度400°C _450°C，退火時間3小時。 退火后，通過車床和鏜床對輥坯第一次粗加工。將粗加工后的輥坯進行第一次熱處理，本實施例中，為提高輥坯的強度、可塑性以及韌性，采用調質處理的熱處理方法。調質處理包括淬火和高溫回火，輥坯在780-800°C 條件下用淬火油進行淬火處理，油冷100分鐘空冷，冷至200°C左右時回火，回火溫度 600-620本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種拉矯輥的制造方法，該方法包括以下步驟：Ｓ１：將４２ＣｒＭｏ鋼材原料熔化后注入拉矯輥箱型腔內冷卻凝固，而后送至壓力機上采用普通快鍛或自由鍛工藝鍛造成型為輥坯，，將鍛造成型的輥坯經過第一次退火，退火溫度為４００℃－５２０℃，退火時間２－３小時，然后進行第一次粗加工；Ｓ２：將第一次粗加工得到的輥坯進行調質處理，調質處理后利用火焰加熱方式進行表面預熱處理，預熱溫度為１００℃－４５０℃，預熱處理時間為７－１０小時；Ｓ３：按照如下質量百分比的組分配制堆焊劑：Ｃ：０．０３％－０．１５％，Ｓｉ：０．２％－１．５％，Ｍｎ：１．５％－２．５％，Ｃｒ：１２．０％－１４．５％，Ｎｉ：０．５％－１．８％，Ｍｏ：０．４％－１．５％，Ｓ：＜０．０３％，Ｐ：＜０．０４％，其余為Ｆｅ；然后將堆焊劑堆焊于預熱處理后的輥坯表面上形成５－１５ｍｍ的堆焊層，堆焊條件為：焊接電壓Ｕ＝３０－３５Ｖ，焊接電流Ｉ＝４７５－４９０Ａ，焊接速度為３００－３１０ｍｍ／ｍｉｎ，出絲速度為１．８－２ｍｍ／ｍｉｎ；Ｓ４：將上述堆焊后的輥坯進行第二次熱處理，熱處理后出爐空冷，然后經過第二次粗加工后精加工得到拉矯輥。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐功立，
申請(專利權)人：寧波中超機器有限公司，
類型：發明
國別省市：97