一種加v型icdp軋輥及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)合乳輥，尤其是一種加 V型I⑶P乳輥及其生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 在過(guò)去的幾十年里，隨著乳鋼技術(shù)不斷的發(fā)展和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，乳 機(jī)用輥的性能要求也不斷提高。乳輥性能主要體現(xiàn)在高的耐磨性，更長(zhǎng)的乳制壽命和更高 的安全性。高速鋼（HSS)乳輥以其高耐磨性，抗表面粗糙性，強(qiáng)韌性方面的良好性能逐漸取 代熱連乳精乳前架的高鉻復(fù)合鑄鐵乳輥，而且，使用高速鋼乳制帶材的表面質(zhì)量比高鉻鑄 鐵乳輥乳制的好。高速鋼乳輥良好的表面質(zhì)量足以延長(zhǎng)乳輥的使用周期，在精乳后架沒(méi)有 哪種材質(zhì)的工作輥能夠達(dá)到同高速鋼乳輥一樣的使用周期（甚至達(dá)不到高速鋼乳輥使用 周期的1/5)。精乳后架上使用的傳統(tǒng)的鎳鉻鉬乳輥的低耐磨性變成了制約整個(gè)乳制生產(chǎn)線 生廣效率的瓶頸。
[0003] 所以要求改進(jìn)原來(lái)與高鉻鑄鐵乳輥匹配的精乳后架普通型高鎳鉻鑄鐵乳輥的耐 磨性和提高其乳制噸位。于是，世界上發(fā)達(dá)國(guó)家首先研制成功了改進(jìn)型高鎳鉻鑄鐵乳輥，逐 步取代傳統(tǒng)的鎳鉻鉬乳輥占領(lǐng)熱連乳機(jī)精乳后架。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高耐磨性的加 V型ICDP乳輥；本發(fā)明還提供 了一種加 V型I⑶P乳輥的生產(chǎn)工藝。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：其工作層材質(zhì)為加 V型高鎳 鉻無(wú)限冷硬鑄鐵，芯部材質(zhì)為過(guò)高強(qiáng)度合金球墨鑄鐵。
[0006] 本發(fā)明所述工作層材質(zhì)成分的質(zhì)量百分含量為：C 3. 0~3. 4%，Si 0. 6~1. 2%， Mn 0· 4 ~L 0%，P 彡 0· 08%，S 彡 0· 03%，Ni 4. 0 ~4. 5%，Cr L 6 ~2. 0%，Mo 0· 2 ~0· 6%， V 0. 7~0. 8%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。
[0007] 優(yōu)選的，所述工作層材質(zhì)成分的質(zhì)量百分含量為：C 3. 3%~3. 4%、Si 1. 0%~ I. 1%、Mn 0. 75% ~0. 85%、P 彡 0. 08%、S 彡 0. 03%、Ni 4. 25% ~4. 35%、Cr 1. 7% ~1. 8%、Mo 0. 55%~0. 60%、V 0. 7%~0. 8%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
[0008] 本發(fā)明所述芯部材質(zhì)成分的質(zhì)量百分含量為：C 3. 0~3. 5%，Si 1. 6~2. 2%，Mn 0· 3 ~0· 8%，Ni 0· 2 ~0· 8%，Cr 彡 0· 2%，Mg 彡 0· 04%，P 彡 0· 1%，S 彡 0· 035%，其余為鐵和 不可避免的雜質(zhì)元素。
[0009] 本發(fā)明工藝為：其工作層包括熔煉過(guò)程和澆注過(guò)程；所述工作層材質(zhì)熔煉出鐵前 10~15分鐘在爐內(nèi)按鐵水中V的含量加入釩鐵，出鐵前5~7分鐘加入氮化鉻鐵3~6Kg/ to
[0010] 本發(fā)明工藝所述工作層出鐵前，在包底加入75#硅鐵合金0. 4~0. 8Kg/t，錳鐵合 金 0· 5 ~I. 5Kg/t，1# 稀土 0 ~0· 8Kg/t，硅鋯合金 0· 5 ~I. 5Kg/t。
[0011] 本發(fā)明工藝所述工作層澆注過(guò)程中，澆注間隔時(shí)間< 5分鐘。
[0012] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明與現(xiàn)有V、Nb共同強(qiáng)化的改進(jìn) 型I⑶P乳輥不同之處在于，工作層僅加 V元素進(jìn)行強(qiáng)化；由顯微硬度檢測(cè)可以測(cè)出VC、VN 的硬度要高于NbC、NbN及Nb、V的混合碳化物，即相對(duì)于現(xiàn)有的加 V、Nb型I⑶P乳輥具有 更高的耐磨性和硬度，保證了精乳前后架次的匹配。本發(fā)明經(jīng)過(guò)乳鋼企業(yè)實(shí)踐使用，使用效 果優(yōu)異，乳輥耐磨性、抗事故能力較普通乳輥明顯提高。
[0013] 本發(fā)明工藝保證了加 V型I⑶P乳輥的生產(chǎn)成功。釩是鐵素體強(qiáng)化元素之一，它和 鋼中的碳、氮都有極強(qiáng)的親和力，與之形成相應(yīng)的極為穩(wěn)定的碳化物。這些化合物微粒均 勻分布干組織中，并在結(jié)晶過(guò)程中作為新相的外來(lái)異質(zhì)核心，明顯抑制晶粒張大和鉻碳化 物晶界的移動(dòng)，從而細(xì)化鑄件組織，改善碳化物分布，提高乳輥耐磨性，解決熱乳板帶乳輥 精乳后架與精乳前架的生產(chǎn)效率的匹配問(wèn)題。本發(fā)明工藝提高了乳輥耐磨性，解決熱乳板 帶乳輥精乳后架與精乳前架(高速鋼乳輥）的生產(chǎn)效率的匹配問(wèn)題；通過(guò)合理的成份設(shè)計(jì)， 鋼水變質(zhì)處理、熱處理等手段，乳輥的耐磨性，熱穩(wěn)定性顯著提高，平均過(guò)鋼比現(xiàn)有改進(jìn)型 ICDP乳輥過(guò)鋼量提高15-20% ;所得乳輥使用安全、可靠，推廣應(yīng)用具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì) 效益。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0015] 圖1是本發(fā)明的工藝流程圖； 圖2是本發(fā)明砂型、冷型烘烤的工藝圖； 圖3是本發(fā)明熱處理工藝圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 本加 V型I⑶P乳輥的生產(chǎn)工藝的流程如圖1所示；采用離心復(fù)合澆注的鑄造方 式，即在離心機(jī)上把乳輥工作層澆注成型(工作層采用加 V型高鎳鉻無(wú)限冷硬鑄鐵)，然后把 工作層冷型與輥頸砂箱合箱，再將芯部鐵水在靜態(tài)下澆注成加 V型ICDP乳輥(芯部采用過(guò) 高強(qiáng)度合金球墨鑄鐵)，鑄坯經(jīng)過(guò)二次回火熱處理后，最終得到基體組織為變態(tài)萊氏體+團(tuán) 絮狀石墨+點(diǎn)狀石墨+貝氏體+馬氏體+少量殘余奧氏體+彌散分布的耐磨粒子（VC、VN) 的加 V型I⑶P乳輥。
[0017] A、成分設(shè)計(jì)：工作層為加 V型高鎳鉻無(wú)限冷硬鑄鐵材質(zhì)，按重量百分比計(jì)其成分 為：C 3. 0 ~3. 4%，Si 0· 6 ~1. 2%，Mn 0· 4 ~1. 0%，P 彡 0· 08%，S 彡 0· 03%，Ni 4. 0 ~4. 5%， Cr 1. 6~2. 0%，Mo 0. 2~0. 6%，V 0. 7~0. 8%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。優(yōu)選為： C 3. 3% ~3. 4%、Si 1. 0% ~I. 1%、Mn 0. 75% ~0. 85%、P 彡 0. 08%、S 彡 0. 03%、Ni 4. 25% ~ 4. 35%、Cr L 7%~L 8%、Mo 0· 55%~0· 60%、V 0· 7%~0· 8%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
[0018] 本加 V型I⑶P乳輥中V的加入，形成VC、VN等耐磨粒子，保持原有的力學(xué)性能和 物理性能，使耐磨粒子（VC、VN等）在乳輥基體中均勻分布，從而提高其耐磨性。
[0019] 芯部合金球墨鑄鐵材質(zhì)按重量百分比計(jì)，其成分為：C 3.0~3. 5%，Si 1.6~ 2. 2%，Mn 0· 3 ~0· 8%，Ni 0· 2 ~0· 8%，Cr 彡 0· 2%，Mg 彡 0· 04%，P 彡 0· 1%，S 彡 0· 035%，其 余為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。芯部成份設(shè)計(jì)有意增加了 Ni的含量，有利于提高乳輥輥頸 的強(qiáng)度。
[0020] B、爐前鋼、鐵水處理方式： 工作層高鎳鉻無(wú)限冷硬材質(zhì)：出鐵前10~15分鐘在爐內(nèi)按鐵水中V的含量加入釩鐵， 釩鐵粒度為20~40mm，出鐵前5~7分鐘加入氮化鉻鐵3~6Kg/t，其作用是保證V元素 的全部吸收，過(guò)早易氧化，過(guò)晚不易熔化，氮化鉻鐵的加入保證V形成VN、VC等耐磨粒子； 出鐵前，在包底加入75#硅鐵合金0. 4~0. 8Kg/t，錳鐵合金0. 5~I. 5Kg/t，1#稀土 0~ 0. 8Kg/t，硅鋯合金0. 5~I. 5Kg/t，其作用是對(duì)高鎳鉻無(wú)限冷硬鐵水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理，改 變石墨形態(tài)、改善碳化物的形態(tài)和分布，提高乳輥的抗熱裂性能。
[0021] C、輥頸砂箱造型： 造型材料選用及配比：82wt%的6~20目的河砂、6wt%的鈉基膨潤(rùn)土、12wt%的鑄造粘 土； 造型涂料選用及配比：45wt%的100目鱗片石墨、45wt%的200目鱗片石墨、10wt%的鑄 造粘土； 砂箱烘烤：采用燃?xì)馐礁稍锔G對(duì)砂型和冷型進(jìn)行烘干，烘烤工藝如圖2所示。
[0022] D、冷型涂料的噴涂： 涂料選用及配比：石英粉干料、6% (占石英粉干料重量)的鈉基膨潤(rùn)土、3% (占石英粉干 料重量）的磷酸二氫鋁、若干水。
[0023] 涂料的噴涂：冷型涂料噴涂溫度控制240~260°C，冷型烘烤工藝見(jiàn)圖2,離心機(jī)轉(zhuǎn) 速320r/min，涂料