[發(fā)明專利]一種復(fù)合軋輥表層用合金鋼材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310701650.4
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN103741045A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶國斌;何玉平;史承海;晏紹斌;屠明安
• 申請（專利權(quán)）人: 馬鞍山市方圓材料工程有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/32
• 分類號(hào): C22C38/32;C22C33/04;C21D9/38;B21B27/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 方琦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軋輥技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合軋輥表層用合金鋼材料及其制備方法。

背景技術(shù)

軋輥是線材機(jī)的中心部件，對釓件進(jìn)行釓制加工，使金屬產(chǎn)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(zhuǎn)力矩，并有很強(qiáng)的沖擊載荷和很大的慣性力；另外，軋輥的工作環(huán)境嚴(yán)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(yán)重。

高碳高鉻鑄鋼，普通鋼和硬質(zhì)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(jià)格便宜，因此得到廣泛的應(yīng)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(wěn)定性較差，一般在450℃以上開始聚集長大而逐漸軟化。在550℃時(shí)，硬度要降至HRC50以下。而線材輥輪在運(yùn)行下的溫度可達(dá)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(zhì)合金也有很好的高溫硬度和耐磨性。但由于普通鋼和硬質(zhì)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(yōu)異，成本更加低廉的軋輥材料就顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合軋輥表層用合金鋼材料及其制備方法，該合金材料具有加工性能好、耐磨、耐高溫的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種復(fù)合軋輥表層用合金鋼材料，其特征在于：其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0.8-0.9、鎢1.0-1.5、鉬1.5-2.5、釩1.0-1.2、鉻3.5-4.5、鈮0.15-0.20、釹0.05-0.10、Mn0.3-0.5、Ti0.06-0.08、B0.003-0.005、P≤0.030、S≤0.030、余量為鐵。

所述的復(fù)合軋輥表層用合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于：

（1）、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1：0.5-1比例作為鐵基質(zhì)來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)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(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)椋海?）釩、鉻、B；（2）鎢、鈮、釹；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為22-25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(shí)速率升溫至660-670℃，保溫40-50分鐘，再以220-230℃/小時(shí)速率升溫至960-970℃，保溫4-5小時(shí)；再以180-190℃/小時(shí)速率降溫至580-590℃，再以220-230℃/小時(shí)速率升溫至720-730℃，再以180-190℃/小時(shí)速率降溫至220-230℃，保溫3-4小時(shí)；再以100-110℃/小時(shí)速率升溫至330-350℃，保溫40-50?分鐘，再以100-110℃/小時(shí)速率升溫至530-550℃，保溫2-3小時(shí)，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(tài)，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(shù)次，烘干即得。

本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明通過在高碳鋼的基礎(chǔ)上添加B、釹、鉬、鈮等多種合金元素，并經(jīng)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，耐高溫，紅硬高、剛度和韌性配合好，且具有表面耐磨性好，抗剝落性好、冷脆性低，加工性能好，適合用于復(fù)合軋輥的表面層，耐磨，與中間層結(jié)合力強(qiáng)，成本較低。本發(fā)明使用部分廢鐵作為原料，使合金品質(zhì)更穩(wěn)定均一，提高綜合力學(xué)性能。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，明顯提高成品率，特別是鑄件中的氣孔度降低1-2度，不會(huì)在鑄件表面產(chǎn)生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低，氧化夾雜物在2級(jí)左右。

具體實(shí)施方式

一種復(fù)合軋輥表層用合金鋼材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0.8-0.9、鎢1.0-1.5、鉬1.5-2.5、釩1.0-1.2、鉻3.5-4.5、鈮0.15-0.20、釹0.05-0.10、Mn0.3-0.5、Ti0.06-0.08、B0.003-0.005、P≤0.030、S≤0.030、余量為鐵。