[發明專利]一種含鋁高硼高速鋼軋輥材料及冶煉方法

有效

• 申請號: 201210413464.6
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN102925820A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 符寒光;蔣志強;喬虹;劉建偉;魏永強;雷永平;馬勝強;邢建東
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明公開了一種高速鋼軋輥材料及冶煉方法，特別公開了一種含鋁高硼高速鋼軋輥材料及冶煉方法，屬于軋輥材料技術領域。?

背景技術

普通高碳高釩高速鋼軋輥具有優異的耐磨性，但存在貴重合金元素加入量多和生產成本高等不足，推廣應用十分困難。硼是一種廉價的合金元素，加入高速鋼軋輥，可以部分取代釩、鈮、鎢、鉬等合金元素，降低高碳高釩高速鋼軋輥材料的成本。中國發明專利CN101797630A公開了一種改進型高速鋼軋輥及其制備方法，采用離心復合鑄造方法成形，軋輥外層是高速鋼，軋輥內層是球鐵或高強度鑄鐵。軋輥外層在離心鑄造機上成形，然后將輥芯鐵水在靜態下填芯，澆注成高速鋼復合軋輥。高速鋼軋輥外層的原料組成是(質量分數)：60-65％的M2高速鋼(W6Mo5Cr4V2)廢鋼，1.0-1.4％的金屬鋁，5.0-5.5％的硼鐵，9.2-9.4％的碳素鉻鐵，0.2-0.4％的鈦鐵，1.0-1.2％的鎳鎂合金，18-23％的Q235廢鋼。中國發明專利CN101177753還公開了一種用于各類軋鋼機的高釩高速鋼軋輥材料的熔體處理方法，鋼水出爐時，隨流加入釩鐵顆粒，其加入量占鋼水總重量的0.80－1.20％。鋼水沖入澆包前，在澆包內預先加入釔基稀土鎂合金、氮化鉻鐵、鉀鹽和金屬鋁，其中釔基稀土鎂合金加入量占鋼水重量的0.30－0.80％，氮化鉻鐵加入量占鋼水重量的0.20－0.50％，鉀鹽加入量占鋼水重量的0.30－0.80％，金屬鋁加入量占鋼水重量的0.30－0.60％。當鋼水溫度達到1450－1480℃時，在離心機上直接澆注成軋輥，在鋼水澆注過程中，隨流加入顆粒尺寸5mm－8mm的釩鐵和鈦鐵顆粒，其中釩鐵顆粒加入量占鋼水總量的0.30－0.80％，?鈦鐵顆粒加入量占鋼水總量的0.40－1.00％。該發明離心鑄造的高釩高速鋼軋輥偏析輕，無鑄造裂紋，硬度高，耐磨性好。中國發明專利CN102107215A還公開了一種資源節約型含硼高速鋼復合軋輥及其制備方法，由外層和輥芯兩部分通過離心復合鑄造而成。其外層各種原料組成：35-40％高速鋼軋輥的合金鐵屑、20-25％高鉻鑄鐵軋輥的合金鐵屑、15-20％高鎳鉻無限冷硬鑄鐵軋輥的合金鐵屑、4-8％鎢渣鐵合金、1.0-1.5％硼鐵、1.0-1.2％低碳錳鐵、0.15-0.25％鈦鐵、0.2-0.3％釔基重稀土硅鐵合金、0.25-0.30％氮化鉻鐵、0.2-0.3％鎂鋁鈣合金，余量是低碳廢鋼片。輥芯是球墨鑄鐵。該發明復合軋輥具有良好的綜合力學性能和耐磨性，且以軋輥加工殘渣為主要原料，具有節約資源和成本低廉等特點，推廣應用具有良好的經濟和社會效益。中國發明專利CN101812646A還公開了軋輥用高速鋼合金的鑄造工藝，該工藝先采用快淬甩帶法分別制得薄片狀的納米晶稀土硅鐵孕育劑和薄片狀的納米晶硼鐵細化劑，再用由該納米晶稀土硅鐵孕育劑和納米晶硼鐵細化劑構成的變質劑對軋輥用高速鋼合金組織進行晶粒和組織細化處理，以克服高速鋼合金鑄造的缺陷，顯著細化了其基體晶粒并使碳化物斷網，從而明顯地提高了所制得的高速鋼軋輥的綜合力學性能。中國發明專利CN101445892還公開了一種高硼高速鋼軋輥材料，該發明軋輥材料的化學組成成分是(重量％)：0.25～0.40C、1.8～2.5B、3.8～4.2Cr、1.0～2.0W、1.0～2.0Mo、0.8～1.0V、1.5～1.8Si、0.2～0.4Al、0.25～0.40Ti、0.05～0.20RE、0.02～0.05Zr、0.5～0.8Cu、Mn＜0.5、P＜0.04、S＜0.04，余量為Fe，化學成分的總和為100％，其中3.5＜W+2Mo＜5.2。該發明軋輥材料具有成本低，使用壽命長，綜合性能好等優點。中國發明專利CN102409267A還公開了一種含硼高速鋼軋輥及其制備方法，化學質量組成：0.95-1.15C，8.5-9.0Cr，1.0-1.2Mo，0.5-0.8W，0.5-0.8V，0.4-0.6B，1.6-1.8Al，0.18-0.25N，0.4-0.6Cu，1.2-1.4Si，0.06-0.10RE，0.03-0.06Mg，?0.04-0.08Ti，0.025-0.045K，0.025-0.045Na，0.02-0.04Te，0.02-0.04Bi，＜0.5Mn，＜0.025S，＜0.030P，余量為Fe和不可避免的微量雜質。利用電爐可生產，具有輥面硬度高、耐磨性好和輥頸強度高、韌性好等特點。中國發明專利CN102615106A還公開了一種含硼離心復合高速鋼軋輥，包括高速鋼軋輥外層、高速鋼軋輥中間層和高速鋼軋輥芯部，該制備方法包括熔煉、爐前處理、軋輥澆注、退火、粗加工、二次回火、精加工、檢驗。通過上述方式，該發明提供的含硼離心復合高速鋼軋輥采用了三層復合軋輥技術，增加了高速鋼軋輥外層和高速鋼軋輥芯部的復合能力，不易剝落，硬度強度高、耐磨性好、抗事故能力強，該制備方法簡單，省去了高溫淬火工藝，軋輥熱處理能耗低、周期短，軋輥不會出現氧化和脫碳，且軋輥使用安全，使用中無斷輥現象出現。所述的高速鋼軋輥外層的化學成分重量百分比為：0.8-0.9％C、1.0-1.2％Si、0.9-1.2％Mn、≤0.03％P、≤0.03％S、0.9-1.0％Ni、5-6％Cr、1.4-1.5％Mo、1.9-2.2％B、1.4-1.6％V、2-3％W、0.4-0.5％Nb和稀土。中國發明專利CN101240402還公開了一種用于制作復合輥環軋輥用鑄造高硼高速鋼及其熱處理方法，它是一種抗熱沖擊性良好的耐磨材料，也可應用其他合適的工況，其化學成分設計為(重量％)：0.20-1.10C，1.0-2.5B，3.0-5.0Cr，0.5-0.9Si，0.6-1.3Mn，2.0-10.0V，0.5-1.5Ni，1.0-4.0Mo，0.2-4.0W，0.1-2.0Nb，S＜0.04，P＜0.04，其余為Fe；它的熱處理方法包括退火，淬火和2－3次回火，退火加熱溫度為800－860℃，爐冷至小于500℃后爐冷或空冷；淬火加熱溫度為1020－1150℃，隨后風冷或空冷；回火2－3次，加熱溫度500-550℃，隨后爐冷或空冷。與傳統高鎳鉻鉬軋輥相比，大幅提高合金耐磨性、耐熱性、抗熱沖擊性，減少軋輥在使用過程中出現的熱疲勞裂紋現象及由此產生的掉肉、崩裂，體現出良好的安全性與耐磨性的有機結合。?