脉冲磁场离心铸造高速钢轧辊及性能研究.pdf

Jun.2012铸造
Vol.61No.6FOUNDRY·595·

脉冲磁场离心铸造高速钢轧辊及性能研究

李桂荣1，王宏明1，邵黎军2，周军2，周勤忠2，许晓静3
（1.江苏大学材料科学与工程学院，江苏镇江212013；2.江苏共昌轧辊有限公司，江苏宜兴214253；
3.江苏大学机械工程学院，江苏镇江212013）

摘要：为解决传统离心铸造中容易出现的元素和碳化物偏析问题，在离心铸造过程中施加脉冲电磁场，并对电磁场
主要参数进行调控和优化。脉冲磁场频率分别设定为2、4、6、8、10Hz，对应的铸型中心磁感应强度峰值强度范围为
0.2~5T。轧辊经热处理后，进行力学性能测试。研究结果表明：在离心铸造过程中施加脉冲磁场后，能起到抑制合金
元素和碳化物偏析的作用，轧辊的综合力学性能得到提高，磁场频率为6Hz时，作用效果最佳。
关键词：高速钢轧辊；离心铸造；脉冲磁场；力学性能
中图分类号：TG249.4文献标识码：A文章编号：1001-4977（2012）06-0595-03

FabricationandMechanicalPropertiesofCentrifugalCastHigh
SpeedSteelRollerwithPulseMagneticField

LIGui-rong1,WANGHong-ming1,SHAOLi-jun2,ZHOUJun2,ZHOUQin-zhong2,XUXiao-jing3
（1.SchoolofMaterialsScienceandTechnology,JiangsuUniversity,Zhenjiang212013,Jiangsu,China;
2.JiangsuGongchangRollCo.,Ltd.,Yixing214253,Jiangsu,China;
3.SchoolofMechanicalEngineering,JiangsuUniversity,Zhenjiang212013,Jiangsu,China）

Abstract：Thepulsemagneticfieldisappliedduringcentrifugalcastingtosolvethesegregationofelements
andcarbide.Thefrequencyofmagneticfieldsissetas2,4,6,8and10Hzrespectively.Thecorresponding
magneticinductionintensitiesofmouldcenterare0.2-5T.Afterheattreatment,themechanicalpropertiesof
therollerweretested.Theresultsshowthatthesegregationcanbeinhibitedafterusingpulsemagneticfield.
Thecomprehensivemechanicalpropertiesareenhancedobviously.Whenthefieldfrequencyis6Hz,thebest
effectcanbeobtained.
Keywords：highspeedsteelroller;centrifugalcasting;pulsemagneticfields;mechanicalproperties

轧辊是轧钢生产中大量消耗的关键耐磨件，其钢复合轧辊凝固过程合金元素及其形成的碳化物的偏析
质量直接影响到轧钢产品质量、劳动生产率和生产是离心复合法制备高性能轧辊的重要瓶颈问题[2]。在高
成本等。其中高速钢中含有大量硬度高的碳化物速钢离心复合轧辊复合过程中施加一定强度的磁场，能
（WC：HV2400~2600，VC：HV2600~3000，抑制合金元素及碳化物偏析，同时能够细化析出的强化

Mo2C：HV1500），其耐磨性好于高铬铸铁，而且高相及使之弥散均匀分布，且能细化基体凝固组织，这对
速钢基体组织为韧性较好的回火马氏体和少量奥氏体，提高高速钢离心复合轧辊的综合性能具有重要意义。
比硬质合金有更好的韧性，不易产生裂纹，因此高速
1试验方法和装置
钢已成为一种制备轧辊工作层的重要材质[1]。轧辊复合
方法主要有：离心铸造复合法、连续铸造（CPC）复高速钢轧辊，包括辊芯和轧辊耐磨工作层，辊
合法、电渣重熔复合法（ESR）等。离心铸造复合法芯采用球墨铸铁制作，耐磨工作层为高速钢材质，
具有工艺简单、生产率高、成本低等优势，是目前制其成分（质量分数）为：1.5%~2.5%C、4.0%~6.0%V、
备复合辊的最主要的方法。复合辊的外层含有较高含4.0%~6.0%W、1.5%~4.5%Mo、2.0%~4.0%Cr、0.04%~