[發(fā)明專利]一種高碳高釩粉末高速鋼復合輥環(huán)及其制造方法

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• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112247151A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾麟芳;向勇;李聚良;胡勇
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43223
• 代理人: 吳亮;朱敏

本發(fā)明公開了一種高碳高釩粉末高速鋼復合輥環(huán)，包括：內(nèi)層鋼管(1)和外層粉末高速鋼(2)，所述內(nèi)層鋼管(1)為預制的圓筒形內(nèi)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(nèi)層鋼管(1)外周的圓筒形高速鋼管；所述內(nèi)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)。該高碳高釩粉末高速鋼復合輥環(huán)同時兼具有粉末冶金高速鋼高的耐磨性、良好的紅硬性、較高的抗壓強度，又能有效降低制造成本。本發(fā)明還公開了一種高碳高釩粉末高速鋼復合輥環(huán)的制造方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料及冶金軋輥技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高碳高釩粉末高速鋼復合輥環(huán)，以及一種高碳高釩粉末高速鋼復合輥環(huán)的制造方法。

背景技術(shù)

軋輥是冶金和機械加工行業(yè)中一種常用的設(shè)備零部件，也是一種易損耗的工業(yè)材料，硬質(zhì)合金輥環(huán)相較于傳統(tǒng)的其它材質(zhì)的輥環(huán)，具有硬度高、抗壓強度大、耐磨性好、耐腐蝕性好、摩擦系數(shù)小、熱傳導率低、使用壽命長、軋制的產(chǎn)品精度高、質(zhì)量好等優(yōu)點，常用于高速線材軋制，但同時硬質(zhì)合金輥環(huán)重量大、加工難度大、廢品率高、合金資源浪費大、價格高、抗沖擊和抗震性能差，在受到高速的軋制速度、軋制壓力及熱沖擊負荷的影響，易產(chǎn)生裂紋并迅速擴展，造成表面剝落和碎輥發(fā)生。

目前，高速鋼軋輥、高速鋼輥環(huán)/輥套多采用離心鑄造輥身加填芯鑄造輥軸的工藝，主要有如下缺點：①當軋輥外層硼含量高時，與其他元素形成的硼化物與鐵基體存在密度差異，離心鑄造時，由于離心力的作用，高密度的硼化物及碳化物會向軋輥表面偏析；②內(nèi)外層界面結(jié)合不良；③外層的合金元素容易擴散到芯部形成大量的碳化物，引起芯部球鐵材料脆性增大、抗沖擊性能下降，在軋鋼過程中易發(fā)生斷輥事故；④采用整體淬火工藝，硬度梯度大，熱處理周期長、成本高；⑤外層高速鋼材料磨損后，輥芯只有重新熔煉才能實現(xiàn)循環(huán)利用的問題，造成材料和能源的浪費。

粉末冶金高速鋼是指通過高壓惰性氣體或高壓水霧化高速鋼水而得到的細小的高速鋼粉末，然后在高溫、高壓下壓制成形，再經(jīng)燒結(jié)而成的高速鋼。粉末冶金高速鋼具有合金含量高、純度高、無偏析、碳化物顆粒細小和各向同性同質(zhì)等特點，因而具有極佳的韌性和機加工性、良好的紅硬性、較高的抗壓強度和高的耐磨性，在沖擊負荷大的切削加工和模具磨損場合可替代硬質(zhì)合金，得到了廣泛的應(yīng)用。

粉末冶金高速鋼與傳統(tǒng)鑄造高速鋼相比仍存在原材料價格高，工藝復雜等特點，因此在軋輥技術(shù)領(lǐng)域還沒有大規(guī)模廣泛應(yīng)用。研究一種成本較低、強度性能和韌度性能都較高的復合輥環(huán)是本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高碳高釩粉末高速鋼復合輥環(huán)，以及一種高碳高釩粉末高速鋼復合輥環(huán)的制造方法，該高碳高釩粉末高速鋼復合輥環(huán)同時兼具有粉末冶金高速鋼高的耐磨性、良好的紅硬性、較高的抗壓強度，又能有效降低制造成本。為了解決上述問題，本發(fā)明提供的一種高碳高釩粉末高速鋼復合輥環(huán)，其技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種高碳高釩粉末高速鋼復合輥環(huán)，所述復合輥環(huán)包括：內(nèi)層鋼管和外層粉末高速鋼，所述內(nèi)層鋼管為預制的圓筒形內(nèi)鋼管，所述外層粉末高速鋼是通過熱等靜壓方法包覆在所述內(nèi)層鋼管外周的圓筒形高速鋼管；所述內(nèi)層鋼管的厚度與所述外層粉末高速鋼的厚度之比為1：(0.6-1.5)。

本發(fā)明的高碳高釩粉末高速鋼復合輥環(huán)，與現(xiàn)有技術(shù)中的高速鋼輥環(huán)相比，通過采用熱等靜壓方法將合金粉末現(xiàn)制成高速鋼外環(huán)，該現(xiàn)制的高速鋼外環(huán)與預制的內(nèi)層鋼管相結(jié)合構(gòu)成高碳高釩粉末高速鋼復合輥環(huán)，在達到了耐磨性、硬度和抗壓強度的同時，外層的現(xiàn)制高速鋼外環(huán)緊緊貼附在內(nèi)層鋼管外周，且達到了冶金結(jié)合的相互結(jié)合性，從而內(nèi)外層的結(jié)合度更高更好，進一步地提高了軋輥輥環(huán)的整體性能和穩(wěn)定性能。另一方面，本發(fā)明的研究人員通過多次的試驗和多次的現(xiàn)場驗證，調(diào)整內(nèi)層鋼管與外層高速鋼的厚度比例，實現(xiàn)了防腐蝕性、強度和抗壓性的最優(yōu)組合，具體試驗數(shù)據(jù)見實施例部分。