[發明專利]一種改進型Cr8鋼軋輥及其制備方法

有效

• 申請號: 201410156354.5
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN103898415A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 趙愛民;張巖;尹鴻祥;唐荻;米振莉;趙征志
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C38/26
• 分類號: C22C38/26;C22C33/04;B22D23/10;C21D8/00;C21D9/38;B21B27/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

技術領域

本發明涉及一種改進型Cr8鋼軋輥的制備方法，屬于軋輥鋼制造工藝技術領域。

背景技術

目前鍛造軋輥用鋼的鉻含量越來越高，其中Cr8是這類軋輥材料的發展方向。該類軋輥在國外已經開始常規生產，國內對高鉻材料軋輥的各項性能指標尚不是很清楚，制定生產工藝參數理論根據還存在不足，難以確定最佳的生產工藝，所以仍處于試生產階段。

冷軋輥是軋制板帶材的最基本工具，因此冷軋輥的軋役壽命對軋制產品的成本有很大影響。冷軋廠和軋輥制造廠均大力提高冷軋輥的耐磨性和抗事故性能，這被看作是降低板材成本的一個質量問題。

Cr8型鋼以其高韌性、高耐磨性兼備的優勢在國內外得到廣泛應用，這類鋼一般含碳量小于1%，含鉻8%，加入Mo、V、Si等合金元素，其碳化物細小、分布均勻，韌性遠高于Cr12類型鋼，而耐磨性則與之相近。它們的硬度、抗彎強度、疲勞強度和抗回火穩定性也高于Cr12型鋼，適合于高效、高速、高精度和自動化方向發展的高速沖床和多工位沖床。因此加強對Cr8鋼的研究有重要意義。

對于我國來說，目前廣泛使用的軋輥鋼仍是Cr5型鋼，對具有優越強韌性配合的Cr8型鋼的使用量不大。國內尤其要加大Cr8型鋼的使用和研發力度，重視其韌性和耐磨性的提高，并將Cr8型鋼系列化。

發明內容

本發明的目的是提供一種改進型Cr8鋼軋輥及其制備方法。通過添加鈮和稀土元素，改善鋼的韌性和耐磨性，提高其使用壽命。

本發明的技術方案如下：

該鋼的化學成分及重量百分比為：C0.50～0.65%；Si≤1.0%；Mn≤0.60%；S≤0.020%；P≤0.020%；Cr7.5～8.5%；Mo0.70～1.40；V≤0.50；Nb0.005～0.20%；RE0.003～0.02%；其余為Fe和雜質。

上述改進型Cr8鋼軋輥，其特征在于以下工藝過程和步驟：

（1）冶煉：將廢鋼原料加入真空感應爐或電弧爐內熔煉，熔煉溫度為1500～1600℃，熔煉過程中適時加入合金和脫氧劑。將電爐煉鋼通過鋼包精煉爐和真空脫氣爐，進行二次精煉。

（2）鋼水鑄造成型鋼錠：將鋼錠模預熱兩次250～300℃，澆鑄溫度為1460～1510℃，保溫50min后脫模保溫緩冷，48h后出爐。

（3）將鋼錠作為自耗電極放入電渣重熔裝置中進行二次精煉，降低氣體和夾雜物含量，獲得成分均勻、組織致密、質量高的鑄錠。

（4）鍛造：預熱溫度650～705℃，加熱溫度為1120～1140℃，始鍛溫度為1050～1100℃，終鍛溫度為850～900℃,鍛比≥3，得到鍛鋼件。

（5）等溫球化退火：850～890℃保溫2h，爐冷至700～720℃等溫3h，爐冷至550℃以下出爐空冷。

（6）淬火回火：工件緩慢升溫到550℃，保溫20min進行第一次預熱，均溫后升至850℃，再保溫30min進行第二次預熱，最后升溫到1050℃，保溫25～40min，出爐空冷。回火溫度，520～550℃保溫2h。三次回火后空冷。

本發明的有益效果

本發明是一種含Nb和RE改進型Cr8鋼軋輥，發揮凝固細化、形變再結晶細化和熱處理細化綜合技術，細化高鉻萊氏體模具鋼的組織，得到細小片狀馬氏體，其長度小于30微米，厚度小于0.5微米。通過加入鈮和稀土，形成高溫的碳化物或碳氮化物，可以作為高鉻萊氏體模具鋼凝固時奧氏體核心，起到凝固細化作用；通過Nb微合金化，控制形變再結晶過程，得到鍛造狀態細小的晶粒；通過優化熱處理，并且奧氏體保溫過程中（包括鍛前和淬火前加熱）NbC析出阻止奧氏體晶粒長大，獲得細化的使用組織。通過稀土元素的變質處理，減少碳化物偏析，改善夾雜物和共晶碳化物形態。使材料的硬度性能和耐沖擊性能都有顯著提高。由于本發明綜合性能優良，可替代Cr5鋼類等軋輥鋼，提高軋輥韌性和耐磨性，使用壽命大大提高，從而降低使用成本，擴大使用范圍，可有效解決壽命短和不耐磨等問題。

具體實施方式

實施例改進型Cr8鋼軋輥成分設計重量百分數，如表1所示。

表1改進型Cr8鋼軋輥試制成分(wt%)

改進新型Cr8鋼軋輥加工工藝包括以下步驟：

（1）冶煉：將廢鋼原料加入真空感應爐或電弧爐內熔煉，熔煉溫度為1500～1600℃，熔煉過程中適時加入合金和脫氧劑。將電爐煉鋼通過鋼包精煉爐和真空脫氣爐，進行二次精煉。