本发明专利技术公开了一种用于制造辊轮的高强度耐磨钢铁材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比包括：碳0.55‑0.65％、硅0.25‑0.40％、锰1.30‑1.60％、铬0.50‑0.80％、钼0.30‑0.40％、镍≤0.35％、铜≤0.25％、磷≤0.030％、硫≤0.030％，余量为铁，其具有高强韧性、良好耐磨性和良好塑性的优点，磨损量较40Cr钢制辊轮减少30％以上，辊轮的使用寿命延长50％以上。还公开了该钢铁材料的制备方法，采用氧气顶吹转炉冶炼和炉外精炼，配以连铸技术，可保证其化学成分控制在设计范围内，尤其可将有害成分硫、磷的含量分别精确控制在0.030％以内。
【技术实现步骤摘要】
一种用于制造辊轮的高强度耐磨钢铁材料及其制备方法
本专利技术属于矫直机械
，尤其涉及一种用于制造辊轮的高强度耐磨钢铁材料及其制备方法。
技术介绍
矫直机技术发展到今天，已属国内外成熟
，主要分两大类，一类是辊轮式，另一类是多辊式。但是，对主要工作部件辊轮材料、工艺及性能少有研究性报道：“一种简单实用的钢丝辊式矫直器”《金属制品》2000年10月第26券第5期，“40Cr钢棍件夹渣鉴定”《物理测试》1988年02期，“半钢轧辊化学成分设计”《本钢技术》1997年05期。目前辊轮材料多选用通用45、40Cr等中碳及中碳合金钢，GCr15、9SiCr、Cr12MoV等高碳低合金钢或高碳高合金钢。中碳及中碳合金钢塑性好，强韧性和耐磨性差，大尺寸钢辊的淬火深度有限，形成的高硬度工作层较薄且不均匀，淬后表面与内部硬度变化很大，合金钢辊因磨损后硬度降低导致其使用寿命降低；高碳低合金钢或高碳高合金钢淬透性好，热处理后芯部与表面硬度无差别或差别很小，有很好的强韧性、较高的耐磨性，但塑性差，价格高，多用来制造轧辊，未见有高碳低合金钢或高碳高合金钢制造钢丝矫直辊轮，这与高碳高合金钢价格过高，性能过剩有关。基于上述
实际情况，有必要寻找一种高强韧性和良好耐磨性的综合力学性能优良的辊轮用钢，延长辊轮使用寿命。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种用于制造辊轮的高强度耐磨钢铁材料及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为提供一种用于制造辊轮的高强度耐磨钢铁材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比包括(见表1)：碳0.55-0.65％、硅0.25-0.40％、锰1.30-1.60％、铬0.50-0.80％、钼0.30-0.40％、镍≤0.35％、铜≤0.25％、磷≤0.030％、硫≤0.030％，余量为铁。表1：本专利技术用于制造辊轮的高强度耐磨钢铁材料的化学元素成分(质量百分比)CSiMnCrMoNiCuPS0.55-0.650.25-0.401.30-1.600.50-0.800.30-0.40≤0.35≤0.25≤0.030≤0.030表1中Mn含量为1.30-1.60％，通过固溶强化基体，可以有效提高钢铁材料的强韧性、淬透性和耐磨性；然而加入Mn会增加钢回火脆性倾向的不良影响，本专利技术通过加入细化晶粒元素Mo以消除该不良影响，加入0.30-0.40％Mo可细化晶粒，还能降低高温回火脆性；加入0.50-0.80％的Cr可与Mo配合形成复合碳化物有效提高钢的强度和硬度，Cr也是减小过热敏感性、强化基体提高淬透性的元素。上述的高强度耐磨钢铁材料，优选的，其含有的化学元素成分及其质量百分比包括：碳0.62％、硅0.37％、锰1.53％、铬0.69％、钼0.38％、镍0.3％、铜0.18％、磷0.025％、硫0.024％，余量为铁。基于一个总的技术构思，本专利技术还相应提供一种上述的高强度耐磨钢铁材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将钢铁加入氧气顶吹转炉中进行冶炼，然后进行炉外钢包精炼；(2)将所述步骤(1)后得到的液钢进行连续浇铸；(3)将所述步骤(2)浇铸后得到的钢进行热轧；(4)将所述步骤(3)热轧后得到的钢通过球化退火后，进行最终热处理，即得到所述的高强度耐磨钢铁材料。上述的制备方法，优选的，所述步骤(1)中，碳、镍、铜、磷、硫和铁元素均来源于钢铁，氧气顶吹转炉冶炼阶段按元素质量百分比加入硅铁和锰铁脱氧。优选的，所述步骤(1)中，冶炼温度为1600℃～1660℃。优选的，所述步骤(1)中，炉外钢包精炼阶段按元素质量百分比加入钼铁和铬铁混合，炉外钢包精炼的温度为1540℃～1570℃。优选的，所述步骤(2)中，连续浇铸的温度控制在1500℃～1520℃。优选的，所述步骤(3)中，热轧包括加热阶段、轧制阶段和终轧阶段，所述加热阶段的温度控制在1150℃～1180℃，轧制阶段的温度控制在1100℃～1140℃，终轧阶段的温度控制在870℃～920℃。优选的，所述步骤(4)中，球化退火的具体操作包括如下步骤：将热轧态的钢在710℃～740℃下保温8-12h，然后炉冷至450℃～500℃出炉。优选的，所述步骤(4)中，最终热处理包括加热淬火阶段和回火阶段，所述淬火阶段的温度控制在830℃～860℃，回火阶段的温度控制在400℃～600℃。本专利技术的用于制造辊轮的高强度耐磨钢铁材料的冶炼，采用氧气顶吹转炉冶炼和炉外精炼，配以连铸技术，可保证其化学成分控制在设计范围内。连铸技术是一项把钢水直接浇注成形的先进技术，与传统方法相比，连铸技术具有大幅提高金属收得率和铸坯质量，节约能源等显著优势。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术的用于制造辊轮的高强度耐磨钢铁材料，具有高强韧性、良好耐磨性和良好塑性的优点，磨损量较40Cr钢制辊轮减少30％以上，辊轮的使用寿命延长50％以上，有效解决了
技术介绍
中问题。2、本专利技术的制备方法，是先进的冶炼技术，采用氧气顶吹转炉冶炼和炉外钢包精炼，配以连铸技术，可保证其化学成分控制在设计范围内，尤其可将有害成分硫、磷的含量分别精确控制在0.030％以内。3、本专利技术的制备方法采用了连铸技术，连铸技术是一项把钢水直接浇注成形的先进技术，与传统方法相比，连铸技术具有大幅提高金属收得率和铸坯质量，节约能源等显著优势。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下文将结合较佳的实施例对本专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。实施例：一种本专利技术的用于制造辊轮的高强度耐磨钢铁材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比包括：碳0.62％、硅0.37％、锰1.53％、铬0.69％、钼0.38％、镍0.3％、铜0.18％、磷0.025％、硫0.024％，余量为铁。其制备方法包括如下步骤：(1)将钢铁加入氧气顶吹转炉中进行冶炼，并加入硅铁和锰铁脱氧，然后进行炉外钢包精炼，按质量百分比加入钼铁和铬铁混合；转炉冶炼温度为1600℃～1660℃，炉外钢包精炼的温度为1540℃～1570℃；碳、镍、铜、磷、硫和铁元素均来源于钢铁；(2)将所述步骤(1)后得到的液钢在1500℃～1520℃下进行连续浇铸；(3)将所述步骤(2)浇铸后得到的钢进行热轧，热轧包括加热阶段、轧制阶段和终轧阶段，所述加热阶段的温度控制在1150℃～1180℃，轧制阶段的温度控制在1100℃～1140℃，终轧阶段的温度控制在870℃～920℃；(4)将所述步骤(3)热轧后得到的型材进行球化退火，球化退火具体操作为将热轧态的钢在710℃～740℃下保温8-12h，然后炉冷至450℃～500℃出炉；然后进行最终热处理，包括加热淬火阶段和回火阶段，所述淬火阶段的温度区间控制在830℃～860℃，回火阶段的温度区间控制在400℃～600℃，即得到所述的高强度耐磨钢铁材料。上述得到的高强度耐磨钢铁材料，经830℃～860℃本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于制造辊轮的高强度耐磨钢铁材料，其特征在于，其含有的化学元素成分及其质量百分比包括：碳0.55‑0.65％、硅0.25‑0.40％、锰1.30‑1.60％、铬0.50‑0.80％、钼0.30‑0.40％、镍≤0.35％、铜≤0.25％、磷≤0.030％、硫≤0.030％，余量为铁。
【技术特征摘要】
1.一种用于制造辊轮的高强度耐磨钢铁材料，其特征在于，其含有的化学元素成分及其质量百分比包括：碳0.55-0.65％、硅0.25-0.40％、锰1.30-1.60％、铬0.50-0.80％、钼0.30-0.40％、镍≤0.35％、铜≤0.25％、磷≤0.030％、硫≤0.030％，余量为铁。2.根据权利要求1所述用于制造辊轮的高强度耐磨钢铁材料，其特征在于，其含有的化学元素成分及其质量百分比包括：碳0.62％、硅0.37％、锰1.53％、铬0.69％、钼0.38％、镍0.3％、铜0.18％、磷0.025％、硫0.024％，余量为铁。3.一种根据权利要求1或2所述的高强度耐磨钢铁材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将钢铁加入氧气顶吹转炉中进行冶炼，然后进行炉外钢包精炼；(2)将所述步骤(1)后得到的液钢进行连续浇铸；(3)将所述步骤(2)浇铸后得到的钢进行热轧；(4)将所述步骤(3)热轧后得到的钢通过球化退火后，进行最终热处理，即得到所述的高强度耐磨钢铁材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，碳、镍、铜、磷、硫和铁元素均来源于钢铁，氧气顶吹转炉冶炼阶段按元素质量...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶振宇，
申请(专利权)人：湖南铂固标准件制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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