[發(fā)明專(zhuān)利]一種冷軋輥材料及其熱處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410481004.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104264055A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳建禮;張曉琨
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山西太鋼不銹鋼股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/26
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/26;C21D9/38;C21D1/18
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專(zhuān)利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冷軋輥領(lǐng)域，具體是一種冷軋輥材料及其熱處理方法。

背景技術(shù)

軋輥的使用壽命與軋輥材料、軋輥質(zhì)量、軋輥的使用維護(hù)技術(shù)有關(guān)。七十年代，日本開(kāi)始使用了主體鉻含量為3%的MC3鋼冷軋輥，有效地提高了軋輥的耐磨性及使用壽命。八十年代，日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家又在大型冷軋機(jī)、HC軋機(jī)和森吉米爾軋機(jī)上使用了主體鉻含量為5%～10%的中鉻和高鉻冷軋輥，使軋輥壽命提高1～2倍。我國(guó)從九十年代開(kāi)始研發(fā)Cr5型軋輥材料，目前已廣泛應(yīng)用于各類(lèi)冷軋輥，冷軋輥的抗疲勞性、抗事故性、耐磨性等關(guān)鍵指標(biāo)有較大幅度提高。為進(jìn)一步提高冷軋輥使用壽命，降低冷軋產(chǎn)品生產(chǎn)成本，需要進(jìn)一步創(chuàng)新軋輥材料及制備工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何提供一種冷軋輥，使其具有較高的抗疲勞性能和使用壽命。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種冷軋輥材料及其熱處理方法，該冷軋輥材料按照質(zhì)量百分比，C：0.55%～0.80%，Si：0.60%～1.20%，Mn：0.20%～0.50%，Cr：7.5%～8.5%，Mo：1.1%～1.5%，V：0.2%～0.6%，Nb：0.03%～0.10%，N：0.03%-0.08%，P:≤0.020%，S≤0.005%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；本合金成分耐磨性好，淬透性強(qiáng)，具有二次硬化現(xiàn)象和高的回火穩(wěn)定性，組織穩(wěn)定性。該冷軋輥材料進(jìn)行如下的熱處理：

步驟一，冷軋輥材料預(yù)處理，該冷軋輥材料在機(jī)械加工前，首先放入550℃的溫度環(huán)境中進(jìn)行預(yù)熱，再放入850℃環(huán)境下進(jìn)行預(yù)熱，再采用1060℃～1150℃高溫淬火，油冷到100℃后，然后采用720℃～780℃進(jìn)行高溫回火，隨爐降至500℃后空冷，預(yù)處理完成，通過(guò)機(jī)械加工成冷軋輥；

步驟二，冷軋輥熱處理，冷軋輥加工完成后，先將軋輥加熱放入550℃的溫度環(huán)境中進(jìn)行預(yù)熱，然后放入850℃環(huán)境下進(jìn)行預(yù)熱，再放入到1030～1100℃環(huán)境預(yù)熱保溫，然后在200-350℃分級(jí)淬火，最后將冷軋輥轉(zhuǎn)入530～580℃的硝鹽爐中回火3-4次，軋輥每次回火后空冷至50℃，轉(zhuǎn)下次回火，最后一次回火后采用油冷，最后冷軋輥放入203℃油爐中進(jìn)行定性回火后空冷。?

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明適用于硬度要求為56～60HRC的冷軋輥。在保證軋輥硬度要求的前提下，本發(fā)明最大程度提高了軋輥基體合金固溶度和組織穩(wěn)定性，消除了軋輥的組織應(yīng)力、熱應(yīng)力，使軋輥具備優(yōu)良的抗事故性、抗疲勞性、耐磨性，從而滿(mǎn)足軋機(jī)的使用要求。本發(fā)明冷軋輥已經(jīng)在20輥軋機(jī)上進(jìn)行了批量使用，在使用過(guò)程中表現(xiàn)出了優(yōu)良的抗事故性，抗疲勞性能，軋輥消耗大幅降低。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的冷軋輥的成分按質(zhì)量百分比由以下元素組成，C：0.55～0.80%，Si：0.60～1.20%，Mn：0.20～0.50%，Cr：7.5～8.5%，Mo：1.1～1.5%，V：0.2～0.6%，Nb：0.03～0.10%，N：0.03-0.08%，P:≤0.020%，S≤0.005%，其余為Fe%和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明中有關(guān)合金元素的作用，敘述如下：

C?：0.55～0.80%，碳元素主要決定鋼熱處理后強(qiáng)度、硬度，根據(jù)計(jì)算與試驗(yàn)，本發(fā)明碳含量0.55～0.80%較為合適。

Si：0.60—1.20%：硅元素除可提高鋼的淬透性外，還可強(qiáng)化基體，提高鋼的回火穩(wěn)定性和熱沖擊抗力，Si含量控制在0.8～1.20%。

Mn：0.20～0.50%，錳為脫氧合金化元素。

Cr：7.5—8.5%，一方面鉻與碳結(jié)合形成M₇C₃型碳化物，獲得一定數(shù)量的高硬度的碳化物相，極大地提高軋輥的耐磨性和宏觀硬度，另一方面固溶到奧氏體中的鉻可以顯著提高鋼的淬透性，增加淬硬層深度。，軋輥Cr含量目標(biāo)值為7.5%～8.5%。

Mo：1.1～1.5%，鉬元素在回火時(shí)形成碳化物和溶入滲碳體，阻止了晶粒長(zhǎng)大，具有彌散強(qiáng)化作用，可以有效提高回火穩(wěn)定性、耐磨性和抑制回火脆性，它對(duì)提高鋼的硬度、強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度及沖擊韌性都有好處。為使所設(shè)計(jì)的鋼種具有二次硬化現(xiàn)象和高的回火穩(wěn)定性，鋼中加入了1.10～1.50%Mo。?

V：?0.2～0.6%，釩是強(qiáng)碳化物元素，以獨(dú)立的VC、VN形式細(xì)質(zhì)點(diǎn)存在，適當(dāng)加入V，可以獲得更好的組織穩(wěn)定性、細(xì)小的晶粒和高硬度彌散分布的二次碳化物，可提高軋輥的硬度和耐磨性。在鋼中加入0.2—0.6%的V。?