一種金屬離心輥環(huán)及其制造工藝的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種金屬離心輥環(huán)及其制造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)外乳制大中型Η型鋼、鐵路鋼軌、電梯導軌萬能機架常用的水平和立式輥環(huán)，普遍使用高鉻鑄鐵、高碳半鋼材質(zhì)，該類材質(zhì)由于工藝復雜，生產(chǎn)成本較高，實際生產(chǎn)效率較低，不能應對現(xiàn)金的節(jié)能高效的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的第一個目的是提供一種能降低生產(chǎn)成本、易切肩加工，基體組織、沖擊韌性、耐磨性、抗熱裂紋性能均有大幅度提高的金屬離心輥環(huán)。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明第一個目的的技術(shù)方案是一種金屬離心輥環(huán)，包括不同材質(zhì)的內(nèi)層和外層;所述內(nèi)層的化學成分為:C:0.80?1.20%; S1:1.00?2.00% ; Μη:0.50?1.50% ；P<
0.03 % ;N1: 0.20?1.00 % ;Mo < 0.20 % ;Mg 2 0.04%，其余為Fe ；所述外層的組成及配比為:C:2.00?3.00% ;S1:0.50?1.50% ;Μη:0.80?1.50% ；Ρ < 0.10% ；S < 0.03% ;Cr:12.00?18.00% ；Ni >0.50% ;Mo:0.20?1.50%，其余為Fe。
[0005]所述外層的基體組織為:回火索氏體+馬氏體+細粒狀碳化物;所述細粒狀碳化物為 Cr7C3 和 M2C。
[0006]所述金屬離心輥環(huán)的表面硬度為65?75HSD，輥環(huán)的外層的平面和側(cè)面硬度均勻性< 1HSD;輥環(huán)的外層的120mm深度范圍內(nèi)硬度落差< 1HSD;輥環(huán)的外層的抗拉強度2550MPa，內(nèi)層的抗拉強度2 700MPa。
[0007]所述內(nèi)層的兩端端面上分別均勻分布有一圈裝配螺紋孔;所述外層的兩端面上設置環(huán)形的臺階槽，所述臺階槽內(nèi)層的深度深于外層的深度;所述內(nèi)層的軸向長度短于外層的軸向長度而形成法蘭裝配槽。
[0008]所述裝配螺紋孔有40個。
[0009]本發(fā)明的第二個目的是提供一種能生產(chǎn)出前述金屬離心輥環(huán)的制造工藝。
[0010]實現(xiàn)本發(fā)明第二個目的的技術(shù)方案是一種金屬離心輥環(huán)的制造工藝，包括以下步驟:
[0011 ] 步驟一:確定輥環(huán)的化學成分:內(nèi)層的化學成分為:C: 0.80?1.20 % ; S1: 1.00?2.00% ;Μη:0.50?1.50% ；P<0.03% ;N1:0.20?1.00% ；Mo <0.20% ；Mg>0.04%，其余為Fe;所述外層的組成及配比為:C: 2.00?3.00%; S1:0.50?1.50% ;Mn: 0.80?1.50% ；P<
0.10%；S<0.03% ;Cr:12.00?18.00% ；Ni >0.50% ;Μο:0.20?1.50%，其余為Fe;
[0012]步驟二:澆注外層；
[0013]步驟三:澆注內(nèi)層；
[0014]步驟四:熱處理:
[00?5]所述步驟二的具體步驟:將外層的配料在恪爐中恪化，每噸鐵水加入1?3kg活性元素鐵基釔基重稀土去除有害元素;待鐵液溫度在1380°C?1430°C時快速澆注，待鐵液澆注至三分之二后，根據(jù)鐵液進入型腔后的圓周面加2?3MM厚度的玻璃渣，待鐵液全部澆入后，使玻璃渣粘附在圓周內(nèi)表面。取樣測定鐵水的液相溫度為1250°C?1260°C時加入鐵基釔基重稀土;加入鐵基釔基重稀土后，將鐵水靜置5?10分鐘，吹入惰性氣體20?30秒去除
。
[0016]所述步驟三的具體步驟:將內(nèi)層的配料在熔爐中熔化，鋼液熔煉至1550°C?16001時，用KR攪拌脫硫技術(shù)對鋼液進行脫硫處理;加入活性元素鋼基釔基重稀土去除有害雜質(zhì);待鋼液溫度至1500°C?1550°C時，將鋼液分成三份，三分之二的鋼液用CaSi和稀土鎂進行球化處理，5?8分鐘剩余三分之一的鋼水加SiFe進行孕育，鎮(zhèn)靜3?5分鐘后將全部鋼液快速澆注。
[0017]所述步驟四的具體步驟:將澆注后的輥環(huán)毛胚在2500°C時熱開箱，再用雙層保溫罩保溫并緩慢冷卻120?160h，至常溫后取出粗加工，單邊留15mm?30mm加工余量后裝入電阻爐奧氏體化擴散退火;升溫至Acm+50°C?80°C后再正火，正火溫度為850°C?950°C，保溫2?4h;然后水霧噴淬至400°C?550°C后再回火，回火溫度為550°C?600°C，回火時間4?6h。
[0018]采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有積極的效果:本發(fā)明的輥環(huán)在化學成分、熔煉工藝、離心澆注工藝、熱處理工藝等方面進行改進和創(chuàng)新，本發(fā)明的離心金屬輥環(huán)可以包括離心水平輥環(huán)和離心立式輥環(huán)，它與整體鑄造和離心鑄造的高鉻鑄鐵、高碳半鋼輥環(huán)相比，不但節(jié)約了貴重金屬，而且降低生產(chǎn)成本18?22%，輥環(huán)易切肩加工，基體組織、沖擊韌性、耐磨性、抗熱裂紋性能均有大幅度提高。輥環(huán)經(jīng)上機使用，乳制量提高55%以上，乳制的Η型鋼、鐵路鋼軌、電梯導軌產(chǎn)品表面質(zhì)量得到很大的提高和改善。
【附圖說明】
[0019]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為圖1的Α?Α剖視圖。
[0022]附圖中標號為:
[0023]內(nèi)層1、裝配螺紋孔11、臺階槽12、法蘭裝配槽13、外層2。
【具體實施方式】
[0024](實施例1)
[0025]見圖1和圖2，本實施例的一種金屬離心輥環(huán)，包括不同材質(zhì)的內(nèi)層1和外層2;內(nèi)層1 的化學成分為:C:0.80?1.20%; S1:1.00 ?2.00% ;Mn: 0.50?1.50% ；P<0.03% ；Ni:0.20?1.00% ； Mo < 0.20% ;Mg 2 0.04 %，其余為Fe ;外層2的組成及配比為:C: 2.00?3.00% ;S1:0.50?1.50% ;Μη:0.80?1.50% ；P < 0.10% ；S < 0.03% ;Cr: 12.00?18.00% ；Ni 2 0.50 % ;Mo: 0.20?1.50 %，其余為Fe。外層2的基體組織為:回火索氏體+馬氏體+細粒狀碳化物;細粒狀碳化物為Cr7C#PM2C。金屬離心輥環(huán)的表面硬度為65?75HSD，輥環(huán)的外層2的平面和側(cè)面硬度均勻性< 1HSD;輥環(huán)的外層2的120mm深度范圍內(nèi)硬度落差< 1HSD;輥環(huán)的外層2的抗拉強度? 550MPa，內(nèi)層1的抗拉強度? 700MPa。見圖1和圖2，內(nèi)層1的兩端端面上分別均勻分布有一圈裝配螺紋孔11;外層2的兩端面上設置環(huán)形的臺階槽12，臺階槽內(nèi)層的深度深于外層的深度；內(nèi)層1的軸向長度短于外層2的軸向長度而形成法蘭裝配槽13。裝配螺紋孔11有40個。本實施例的輥環(huán)的規(guī)格為:Φ 780MM?Φ 120(MM X 150MM?900MM
[0026]制造工藝，包括以下步驟:
[0027]步驟一:確定輥環(huán)的化學成分:內(nèi)層1的化學成分為:C: 0.80?1.20% ; S1: 1.00?2.00% ;Μη:0.50?1.50% ；P<0.03% ;N1:0.20?1.00% ；Mo <0.20% ；Mg>0.04%，其余為Fe ;外層 2 的組成及配比為:C: 2.00?3.00% ; S1:0.50?1.50% ;Mn: 0.80?1.50 % ；P<0.10%；S<0.03% ;Cr:12.00?18.00%