[發明專利]一種復合軋輥輥環用鑄鋼材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310701532.3
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103757547A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 何玉平;陶國斌;史承海;晏紹斌;屠明安
• 申請（專利權）人: 馬鞍山市方圓材料工程有限公司
• 主分類號: C22C38/26
• 分類號: C22C38/26;C22C33/04;C21D6/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 方琦

技術領域

本發明涉及軋輥技術領域，尤其涉及一種復合軋輥輥環用鑄鋼材料及其制備方法。

背景技術

軋輥是線材機的中心部件，對釓件進行釓制加工，使金屬產生塑性變形的主要工具。軋輥工作載荷大，承受很大的釓制壓力和扭轉力矩，并有很強的沖擊載荷和很大的慣性力；另外，軋輥的工作環境嚴酷，要承受很高的溫度，又有冷卻水，是在冷熱交加下工作，磨損嚴重。

高碳高鉻鑄鋼，普通鋼和硬質合金等幾種類型。高碳高鉻鑄鋼由于有一定的耐磨性，而且價格便宜，因此得到廣泛的應用，高碳高鉻輥輪用鋼常用的材料有13Cr13WMoV和18Cr20WMoV。由于這兩種鋼硬度和耐磨性主要依靠鉻的碳化物Cr₇C₃和Cr₂₃C₆，熱穩定性較差，一般在450℃以上開始聚集長大而逐漸軟化。在550℃時，硬度要降至HRC50以下。而線材輥輪在運行下的溫度可達到550℃左右，這就使輥輪使用壽命明顯降低。普通鋼的二次硬化溫度在550℃左右，硬度維持在HRC62~64，可顯著地提高輥輪的使用壽命；硬質合金也有很好的高溫硬度和耐磨性。但由于普通鋼和硬質合金的制造成本太高，在高線輥輪材料的使用上受到限制。因此研究性能優異，成本更加低廉的軋輥材料就顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種復合軋輥輥環用鑄鋼材料及其制備方法，該合金材料具有抗拉強度高、耐沖擊、耐磨的優點。

本發明的技術方案如下：

一種復合軋輥輥環用鑄鋼材料，其特征在于：其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.8-0.9、鎢1.2-1.5、鉬1.5-2.5、釩1.5-2.5、鉻2.2-2.5、鈮0.05-0.10、稀土0.1、Mg0.004-0.007、Al0.02-0.05、P≤0.030、S≤0.030、余量為鐵。

所述的復合軋輥輥環用鑄鋼材料的生產方法，其特征在于：

（1）、準備生鐵與廢鐵按1：1-2比例作為鐵基質來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；

（2）、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為：（1）釩、鉻、稀土；（2）鎢、鈮；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為23-26分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以200-210℃/小時速率升溫至750-760℃，再以180-190℃/小時速率降溫至650-660℃，再以200-210℃/小時速率升溫至930-940℃，保溫4-5小時；再以180-190℃/小時速率降溫至580-590℃，保溫40-50分鐘，再以180-190℃/小時速率降溫至200-210℃，保溫3-4小時；再以100-110℃/小時速率升溫至330-350℃，保溫40-50?分鐘，再以80-90℃/小時速率升溫至530-540℃，保溫2-3小時，取出空冷即得。

所述的精煉劑由下列重量份的原料制成：工具鋼粉3-5、粘土10-12、氟硅酸鈉3-4、碳酸鈉2-3、四硼酸鈉1-2、秸稈灰燼4-5、鉀長石36-40、玉石粉3-4、白土6-8、白云石粉3-4；制備方法是將各原料混合，加熱至2600-2900℃至熔融狀態，攪拌10-15分鐘，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末，用水洗滌數次，烘干即得。

本發明的有益效果

本發明通過在高碳鋼的基礎上添加稀土、Al、鈮等多種合金元素，并經過二次精煉，合理控制鑄后熱處理溫度，分批投放原料，使得合金鋼具有高速鋼的特性，較耐高溫，紅硬較高、剛度和韌性配合好、耐磨性好，硬度高、耐沖擊，適合用于線材機的軋輥的輥環，成本較低，經久耐用。本發明使用部分廢鐵作為原料，使合金品質更穩定均一，提高綜合力學性能。本發明精煉劑用于鑄造生產，明顯提高成品率，特別是鑄件中的氣孔度降低1-2度，不會在鑄件表面產生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低，氧化夾雜物在2級左右。

具體實施方式

一種復合軋輥輥環用鑄鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.8-0.9、鎢1.2-1.5、鉬1.5-2.5、釩1.5-2.5、鉻2.2-2.5、鈮0.05-0.10、稀土0.1、Mg0.004-0.007、Al0.02-0.05、P≤0.030、S≤0.030、余量為鐵。

所述的復合軋輥輥環用鑄鋼材料的生產方法如下：