轧辊作为轧机的主要消耗部件之一,其消耗约占轧钢总成本的5%～15%,是轧钢生产中不可或缺的一部分,被称为“钢材之母”。传统单一材质轧辊为了满足其工作层对高耐磨性的要求,往往含有较高的合金含量。如此,不仅增加了轧辊的生产制备成本还不利于实现芯部及辊颈的高强韧性,不利于轧辊综合性能的提高。由于复合轧辊辊芯及工作层的材质不同,通过合理的选材可以同时实现轧辊工作层具有高耐磨性、高抗表面粗糙性和内部的强韧性等优异性能。基于此,本文结合电渣重熔的技术优势开发了一种电渣重熔法制备双金属复合轧辊新工艺并探讨了不同热处理工艺对双金属复合材料组织、性能的影响,以此为工业化生产提供参考和指导。本文结合轧辊对工作层及辊芯性能的要求特点,选择GCr15钢、45#钢分别作为轧辊工作层及辊芯材质。利用实验室有衬电渣炉、浇渣溜槽、抽锭式结晶器及先进的导电结晶器技术开展电渣重熔法制备GCr15-45钢复合轧辊的试验研究。通过不断地摸索与总结,不仅掌握了其工艺方法的技术特点、获得了适宜的工艺参数还制备出了结合良好的双金属复合铸锭。(1)为了更直观有效地分析、了解电渣重熔法制备双金属复合铸锭的结合质量,本文对所制备的铸态铸锭进行了解剖分析。从其横截面的宏观形貌发现,双金属结合界面环向上结合均匀、无缺陷;纵截面的宏观形貌则体现了双金属结合随界面温度变化的规律,电渣熔炼体系是一个逐渐升温至稳定的过程,因此,其界面结合由夹渣不断向结合良好过渡并最终趋于稳定。(2)为了调整过共析钢GCr15的组织特征并为淬火作组织准备,本文探究了不同加热温度、保温时间、等温温度、保温时间下的等温球化退火工艺对GCr15-45钢双金属复合界面显微组织、硬度及冲击功等性能的影响。综合分析GCr15的球状碳化物的均匀性、45#钢过热魏氏体的消除,其中以加热至820℃并保温0.5h,随炉冷却到720℃等温5 h随后炉冷至600℃出炉的退火工艺为宜。(3)基于以上退火工艺,本文探究了不同淬火温度、保温时间、回火温度等对双金属复合材料的组织、性能影响。综合分析指出淬火温度850℃保温时间0.5h,回火温度150℃、保温时间1.5h为宜。