[發明專利]一種低合金高速鋼軋輥材料及其制造方法

無效

• 申請號: 200710018126.1
• 申請日: 2007-06-26
• 公開（公告）號: CN101078090A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 蔣志強;符寒光;馮錫蘭;宗學文;施進發;李明偉;張軼
• 申請（專利權）人: 鄭州航空工業管理學院
• 主分類號: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32;C22C38/36;C22C33/04;B22D27/04;C21D1/18;C21D9/38;B21B27/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明屬于耐磨材料技術領域，涉及一種用做軋輥的高速鋼材料及其制造，特別涉及一種合金含量少的低合金高速鋼軋輥材料及其制造方法。

背景技術

隨著軋鋼技術的進步，包括對更高的軋制效率、更高的軋材質量和更低的軋制成本的不懈追求，使軋輥制造技術也在發生飛躍性發展。20世紀80年代末，日本首先開發了高速鋼軋輥。之后不久，歐美各國鋼鐵企業也紛紛開發使用高速鋼軋輥。目前高速鋼軋輥在國外得到了廣泛應用，不僅應用于冷熱軋板、帶軋機，而且應用于線、棒材軋機、粗軋機、鋼管軋機等。近年來，國內軋鋼企業也相繼從國外引進高速鋼軋輥，并成功應用于板帶軋機上。此外，國內也有多家軋輥生產企業自行研制成功了高速鋼軋輥，并應用于帶鋼和型材軋機上。日本專利公報JP6330235公開了一種離心鑄造高速鋼軋輥材料的化學組成如下：C：1.4-2.6％，Si：0.2-1.5％，Mn<1.5％，Cr：3-8％，(2Mo+W)：6-14％，V：4-8％，Ti：0.3-2.5％，余量Fe。這種軋輥材料具有優異的耐磨性，但含有較多的合金元素，因此生產成本高。美國專利US6095957也公開了一種高速鋼軋輥材料，其化學成分(重量％)是：C：2.4～2.9，Cr：12.0～18.0，Mo：3.0～9.0，V：3.0～7.0，Nb：0.5～4.0，Si<1.0，Mn<1.0，W<1.0。這種軋輥材料同樣含有較多的合金元素，具有較高的生產成本。

中國發明專利CN1264749公開了一種高耐磨性鑄造高速鋼，其具體化學成分(重量％)如下：C：1.8～4.2％，W：2～12％，Mo：3～12％，Cr：4～15％，Co：0～10％，V：2.5～10％，Nb：0.3～2.5％，Si：0.5～1.5％，Mn：0.3～0.8，Al：0.2～0.6％，N：0.02～0.10％，S≤0.03％，P≤0.03％，其余為Fe，該發明高碳、高釩、高鉻型鑄造高速鋼，鑄造性能良好，耐磨及紅硬性好，適用于大型耐磨件、復合軋輥工作層。中國發明專利CN1807671公開了連續復合高速鋼軋輥工藝配方，高速鋼軋輥外層輥身的工藝配方(重量％)是：C：1.5～3.5，Cr：2.0～7.0，Mo：2.0～7.0，V：4.0～10.0，W：4.0～10.0，Co：0～10.0，Ni<2.0，其余為Fe。采用該配方可以開發W、V含量高、偏析輕、耐磨性好的復合高速鋼軋輥，來滿足熱連軋技術的需求。而上述這些高速鋼軋輥同樣存在貴重合金元素加入多，生產成本高的不足。

高速鋼之所以在熱軋輥生產中得到廣泛的應用，是由于它在550℃～620℃之間具有高的紅硬性，在高溫磨損時，不易軟化。其強化機制主要為固溶強化、析出強化、彌散強化。為了使高速鋼得到較好的紅硬性，通常要加入大量的W、Mo、Cr、V等合金元素，這些合金元素及碳固溶在基體中，使晶格產生畸變，對位錯起到釘扎作用，即產生固溶強化。在淬火后的回火過程中，合金元素以高硬度合金碳化物的形式析出，這些析出物細小、彌散地分布在基體中，即產生析出強化和彌散強化。由于多種強化機制的同時存在，使得高速鋼具有很高的強韌性，在工業生產中，尤其在制造熱軋輥和高速切削工具方面，得到了廣泛的應用。近年來，由于W、Mo等合金的價格漲幅很大，在一定程度上限制了高速鋼軋輥的應用和發展。因此，從降低成本，節省貴重金屬資源，節約能源出發，用廉價的Al、Si、N和B等元素替代部分W、Mo等合金元素，發展經濟型的低合金高速鋼材料，將是高速鋼軋輥發展的一個新方向。

發明內容

本發明目的在于，提供一種低合金高速鋼軋輥材料及其制造方法，該軋輥材料用Al、Si、N和B等元素，替代高速鋼軋輥中的部分W、Mo合金元素，達到減少高速鋼軋輥中貴重合金元素W、Mo的加入量，從而實現降低軋輥生產成本的目標。

本發明的目的可以通過以下措施得以實現：

一種低合金高速鋼軋輥材料，其特征在于制得的該軋輥材料的化學成分及其重量百分比為：C：1.2％～1.8％，Cr：4.5％～6.5％，W：1.0％～3.0％，Mo：1.0％～3.0％，V：3.0％～5.0％，Al：0.6％～1.2％，Si：0.8％～1.2％，N：0.05％～0.15％，B：0.04％～0.12％，Nb：0.05％～0.20％，Ti：0.06％～0.18％，Y：0.04％～0.15％，Mn<0.5％，P<0.04％，S<0.04％，余量為Fe，化學成分的總和為100％。