[發明專利]一種高碳高釩粉末高速鋼復合輥環及其制造方法

在審

• 申請號: 202011121913.0
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112247151A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 曾麟芳;向勇;李聚良;胡勇
• 申請（專利權）人: 湖南三泰新材料股份有限公司
• 主分類號: B22F5/10
• 分類號: B22F5/10;B22F7/08;B22F3/15;B22F3/24;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C38/24;C22C37/10;C22C37/06;C21D1/18;C21D1/26;C21D9/40
• 代理公司: 長沙瀚頓知識產權代理事務所(普通合伙) 43223
• 代理人: 吳亮;朱敏

1.一種高碳高釩粉末高速鋼復合輥環，其特征在于，所述復合輥環包括：內層鋼管(1)和外層粉末高速鋼(2)，所述內層鋼管(1)為預制的圓筒形內鋼管，所述外層粉末高速鋼(2)是通過熱等靜壓方法包覆在所述內層鋼管(1)外周的圓筒形高速鋼管；

所述內層鋼管(1)的厚度與所述外層粉末高速鋼(2)的厚度之比為1：(0.6-1.5)。

2.根據權利要求1所述的高碳高釩粉末高速鋼復合輥環，其特征在于，所述內層鋼管(1)的外管面預制有若干突起(11)或者凹坑(12)，所述突起(11)突出的高度或者所述凹坑(12)內凹的深度是所述內層鋼管(1)厚度的1/15-1/6；

或者，所述內層鋼管(1)的外管面預制有若干環形的凸肋(13)或者凹槽(14)，所述凸肋(13)突出的高度或者所述凹槽(14)內凹的深度是所述內層鋼管(1)厚度的1/15-1/6。

3.根據權利要求1或者2所述的高碳高釩粉末高速鋼復合輥環，其特征在于，所述內層鋼管(1)的化學成分以及各成分的質量百分占比為：

C：0.32-0.4％、Si:0.8-1.0％、Mn:0.2-0.3％、Cr:4.8-5.5％、Mo:1.1-1.7％、V:0.8-1.2％、P≤0.03％、S≤0.03％，余量為Fe及不可避免的雜質。

4.根據權利要求1或者2所述的高碳高釩粉末高速鋼復合輥環，其特征在于，所述外層粉末高速鋼(2)的化學成分以及各成分的質量百分占比為：

C：2.5-3.2％、Si:0.5-1.0％、Mn:0.3-0.8％、W:2.0-4.0％、Mo:3-8％、V:8-11％、Cr:4-6％、P≤0.03％、S≤0.03％，余量為Fe及不可避免的雜質。

5.一種高碳高釩粉末高速鋼復合輥環的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步驟：

步驟一，按照預定尺寸和化學組分制作好內層鋼管(1)，清潔除雜后待用；按照預定尺寸制作好熱等靜壓用包套(3)，將所述熱等靜壓用包套(3)與所述內層鋼管(1)組合安裝；

步驟二，按照預定化學組分制作好外層粉末高速鋼(2)用合金粉末，合金粉末的粒度為40μm-100μm，將合金粉末填滿所述內層鋼管(1)與所述熱等靜壓用包套(3)圍城的空間，在真空環境下用電子束將所述內層鋼管(1)與所述熱等靜壓用包套(3)焊接封口；

步驟三，用熱等靜壓復合工藝，將合金粉末燒結成型為所述外層粉末高速鋼(2)，其中，熱等靜壓復合工藝的參數為：溫度為1020℃-1280℃、壓力為130MPa-180MPa、保溫時間為1.5h-4h；

步驟四，經過熱等靜壓復合工藝后，再進行退火、淬火和回火的熱處理程序，拆除所述熱等靜壓用包套(3)制造成復合輥環。

6.根據權利要求5所述的制造方法，其特征在于，步驟一中，所述熱等靜壓用包套(3)包括包套內管(31)、包套外管(32)、包套底板(33)和包套蓋(34)，所述包套內管(31)的外徑比所述內層鋼管(1)的內徑小0.3mm-1mm，所述包套內管(31)的徑向長度比所述內層鋼管(1)的徑向長度長1mm-2mm；

所述熱等靜壓用包套(3)與所述內層鋼管(1)同軸組裝，組裝時，將所述包套內管(31)套裝在所述內層鋼管(1)內部，將所述包套外管(32)套裝在所述內層鋼管(1)外部，將所述包套底板(33)嵌入到所述包套內管(31)與所述包套外管(32)底部之間后焊接，在所述內層鋼管(1)與所述內層鋼管(1)之間填滿合金粉末并在真空環境下將所述包套蓋(34)壓扣在所述包套內管(31)與所述包套外管(32)頂部之間后焊接。

7.根據權利要求5或者6所述的制造方法，其特征在于，步驟二中，所述熱等靜壓用包套(3)焊接封口之前的真空環境，為壓強等于或者小于1×10^-3Pa。

8.根據權利要求5或者6所述的制造方法，其特征在于，步驟四中，退火工藝為：950℃-1030℃、保溫3h-6h，爐冷到500℃以下空冷卻到常溫；

淬火工藝為：1050℃-1150℃、保溫2h-4h，以≥200℃/h爐冷或油冷到500℃以下再空冷到常溫；

回火工藝為：530℃-570℃、保溫2h-4h，爐冷或空冷到室溫，同工藝回火2-3次。