一种精轧机导辊用高温耐磨合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种精轧机导辊用高温耐磨合金材料及其制备方法。包括该高温耐磨合金材料的各组分按质量百分比的构成为：C：3.5～3.8％，Cr：10.5～15.5％，N：2.5～2.8％，Ti：2.5～2.8％，余量为Fe，且Cr和C之间的质量百分比的比例为：Cr/C＝3～5，Ti和C之间的质量百分比的比例为：Ti/C＝1～1.5。本发明专利技术通过采用的钛与碳形成碳化钛，在晶格位置上碳原子与钛原子是等价的,碳化钛原子间以很强的共价键结合,具有类似金属的若干特性,如高的熔点、沸点和硬度，有良好的导热和导电性,在温度极低时甚至表现出超导性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料
，特别是涉及一种精轧机导辊用高温耐磨合金材料及其制备方法。
技术介绍
导辊是在型钢轧制过程中，使轧钢件发生塑性变形的的部件，主要承受轧制时的动静载荷，磨损，轧机导辊因其长期工作在高温环境下且又承受激热激冷的冲击，使得导辊的使用寿命短、消耗量大、更换频繁，并已成为目前制约钢材生产的瓶颈之一。早期的导辊材料是合金碳钢和铸铁，其产品耐磨性差、使用寿命低，后来使用WC硬质合金，虽然有效地改善了其耐磨性，但是仍然存在脆性大、耐激热激冷性差，使用中会发生“粘钢”现象，导致红钢不能顺利轧制，进而影响产品的表面质量，镍基导卫材料抗热冲击性能和抗高温氧化性能好，但是其价格昂贵，经济效益差，目前，轧机导辊大多采用奥氏体耐热钢，该材质具有较好的高温稳定性和韧性，但是其高温耐磨性差，致使产品磨损严重，使用寿命低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种精轧机导辊用高温耐磨合金材料及其制备方法，通过采用的钛与碳形成碳化钛，通过调整碳含量可以使导辊材料的硬度达到HRC60～75。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种精轧机导辊用高温耐磨合金材料，包括该高温耐磨合金材料的各组分按质量百分比的构成为：C：3.5～3.8％，Cr：10.5～15.5％，N：2.5～2.8％，Ti：2.5～2.8％，余量为Fe，且Cr和C之间的质量百分比的比例为：Cr/C＝3～5，Ti和C之间的质量百分比的比例为：Ti/C＝1～1.5。进一步地，所述该高温耐磨合金材料还包含了Si和Mn，Si和Mn所占的质量百分比分别为：Si：0.8～1.10％，Mn：0.8～1.0％。进一步地，所述该高温耐磨合金材料还包含了Mo和V；Mo和V所占的质量百分比分别为：Mo：1.2～2.3％、V：0.2～0.4％。进一步地，所述该高温耐磨合金材料包含的N通过渗氮方式合成。一种精轧机导辊用高温耐磨合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，配料及装料：将废钢、钛、钼铁、铬铁、锰铁、硅铁、钒铁按以下化学成分的质量百分比进行原材料的配料：C：3.5～3.8％，Cr：10.5～15.5％，N：2.5～2.8％，Ti：2.5～2.8％，Si：0.8～1.10％，Mn：0.8～1.0％，Mo：1.2～2.3％、V：0.2～0.4％；步骤二，将废钢、钼铁、钛、铬铁和钒铁在装料时加入感应电炉；步骤三，将锰铁、硅铁在熔炼过程中加入感应电炉。进一步地，所述步骤二，将废钢、钼铁、钛、铬铁和钒铁在装料时加入感应电炉，当合金溶液温度达到1600℃时，将锰铁、硅铁在熔炼过程中加入感应电炉进行调整，当合金溶液升温至1660℃且圆杯试样收缩良好时，拔出一半炉渣，插入0.2％的硅钙进一步脱氧，然后往渣面上撒一层石灰粉和铝粉的脱氧剂，当合金溶液温度达到1680℃以上时，除去全部炉渣，随即加入0.07％的冰晶石粉并将铝垂直插入炉底，然后搅拌钢液，停电倾炉出钢，获得液态的高温耐磨合金材料，即合金材料钢液，冷却后即得轧机导辊用高温耐磨合金材料。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术中的高温耐磨合金材料中采用的钛与碳形成碳化钛，在晶格位置上碳原子与钛原子是等价的,碳化钛原子间以很强的共价键结合,具有类似金属的若干特性,如高的熔点、沸点和硬度，有良好的导热和导电性,在温度极低时甚至表现出超导性。2、本专利技术的高温耐磨合金通过调整碳含量可以使导辊材料的硬度达到HRC60～75，它不仅硬度高，而且加入了1.2～2.0％的硅，能与铬形成致密的氧化层保护膜，具备了良好的抗高温氧化性能，而且加入的C、Cr、V和Mo能较好地提高合金的淬透性，其中V还能细化晶粒生成熔点高，硬度高的VC碳化物，使热处理后的导辊具有更高的高温耐磨性和高温热强性。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一一种精轧机导辊用高温耐磨合金材料，包括该高温耐磨合金材料的各组分按质量百分比的构成为：C：3.5％，Cr：10.5％，N：2.5％，Ti：2.5％，余量为Fe，且Cr和C之间的质量百分比的比例为：Cr/C＝3，Ti和C之间的质量百分比的比例为：Ti/C＝1。其中，该高温耐磨合金材料还包含了Si和Mn，Si和Mn所占的质量百分比分别为：Si：0.8％，Mn：0.8％。其中，该高温耐磨合金材料还包含了Mo和V；Mo和V所占的质量百分比分别为：Mo：1.2％、V：0.2％。其中，该高温耐磨合金材料包含的N通过渗氮方式合成。一种精轧机导辊用高温耐磨合金材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一，配料及装料：将废钢、钛、钼铁、铬铁、锰铁、硅铁、钒铁按以下化学成分的质量百分比进行原材料的配料：C：3.5％，Cr：10.5％，N：2.5％，Ti：2.5％，Si：0.8％，Mn：0.8％，Mo：1.2％、V：0.2％；步骤二，将废钢、钼铁、钛、铬铁和钒铁在装料时加入感应电炉；步骤三，将锰铁、硅铁在熔炼过程中加入感应电炉。其中，步骤二，将废钢、钼铁、钛、铬铁和钒铁在装料时加入感应电炉，当合金溶液温度达到1600℃时，将锰铁、硅铁在熔炼过程中加入感应电炉进行调整，当合金溶液升温至1660℃且圆杯试样收缩良好时，拔出一半炉渣，插入0.2％的硅钙进一步脱氧，然后往渣面上撒一层石灰粉和铝粉的脱氧剂，当合金溶液温度达到1680℃以上时，除去全部炉渣，随即加入0.07％的冰晶石粉并将铝垂直插入炉底，然后搅拌钢液，停电倾炉出钢，获得液态的高温耐磨合金材料，即合金材料钢液，冷却后即得轧机导辊用高温耐磨合金材料。常温性能测试：微观硬度：基体中细小、弥散、均匀分布的碳化物的显微硬度为HV1600～1680；宏观硬度：导卫工作表面层硬度HRC65.8～66.5；冲击韧性：11J/m2。经过试验测试，平均使用寿命为：过钢量2320吨。实施例二一种精轧机导辊用高温耐磨合金材料，包括该高温耐磨合金材料的各组分按质量百分比的构成为：C：3.8％，Cr：15.5％，N：2.8％，Ti：2.8％，余量为Fe，且Cr和C之间的质量百分比的比例为：Cr/C＝5，Ti和C之间的质量百分比的比例为：Ti/C＝1.5。其中，该高温耐磨合金材料还包含了Si和Mn，Si和Mn所占的质量百分比分别为：Si：1.10％，Mn：1.0％。其中，该高温耐磨合金材料还包含了Mo和V；Mo和V所占的质量百分比分别为：Mo：2.3％、V：0.4％。其中，该高温耐磨合金材料包含的N通过渗氮方式合成。一种精轧机导辊用高温耐磨合金材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一，配料及装料：将废钢、钛、钼铁、铬铁、锰铁、硅铁、钒铁按以下化学成分的质量百分比进行原材料的配料：C：3.8％，Cr：15.5％，N：2.8％，Ti：2.8％，Si：1.10％，Mn：1.0％，Mo：2.3％、V：0.4％；步骤二，将废钢、钼铁、钛、铬铁和钒铁在装料时加入感应电炉；步骤三，将锰铁、硅铁在熔炼过程中加入感应电炉。其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精轧机导辊用高温耐磨合金材料，其特征在于，该高温耐磨合金材料的各组分按质量百分比的构成为：C：3.5～3.8％，Cr：10.5～15.5％，N：2.5～2.8％，Ti：2.5～2.8％，余量为Fe，且Cr和C之间的质量百分比的比例为：Cr/C＝3～5，Ti和C之间的质量百分比的比例为：Ti/C＝1～1.5。

【技术特征摘要】
1.一种精轧机导辊用高温耐磨合金材料，其特征在于，该高温耐磨合金材料的各组分按质量百分比的构成为：C：3.5～3.8％，Cr：10.5～15.5％，N：2.5～2.8％，Ti：2.5～2.8％，余量为Fe，且Cr和C之间的质量百分比的比例为：Cr/C＝3～5，Ti和C之间的质量百分比的比例为：Ti/C＝1～1.5。2.根据权利要求1所述的一种精轧机导辊用高温耐磨合金材料，其特征在于，所述该高温耐磨合金材料还包含了Si和Mn，Si和Mn所占的质量百分比分别为：Si：0.8～1.10％，Mn：0.8～1.0％。3.根据权利要求1所述的一种精轧机导辊用高温耐磨合金材料，其特征在于，所述该高温耐磨合金材料还包含了Mo和V；Mo和V所占的质量百分比分别为：Mo：1.2～2.3％、V：0.2～0.4％。4.根据权利要求1所述的一种精轧机导辊用高温耐磨合金材料，其特征在于，所述该高温耐磨合金材料包含的N通过渗氮方式合成。5.如权利要求1-4任一所述的一种精轧机导辊用高温耐磨合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，配料及装料...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵仕堂，完永云，常焰平，吴涛，郁应海，史宣菊，
申请(专利权)人：合肥东方节能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34