高铬铸铁合金复合轧辊制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高铬铸铁合金复合轧辊制备方法，包括以下步骤：S1、制备高铬铸铁合金粉末；S2、采用低碳钢制备包套；S3、将高铬铸铁合金粉末填满包套内的空腔；S4、对带有高铬铸铁合金粉末的包套进行抽真空；S5、采用电子束焊接以密封抽除气体后的包套；S6、将密封后的包套进行热等静压处理，形成复合辊套半成品；S7、将复合辊套半成品进行热处理；S8、采用车削加工去除复合辊套半成品外表面的包套，以露出高铬铸铁合金层，获得复合辊套；S9、将复合辊套与辊轴进行装配。本发明专利技术的高铬铸铁合金复合轧辊的制备方法，复合辊套外层为高耐磨性和高红硬性的高铬铸铁合金，内层为韧性好的低碳钢，外硬内韧，有利于提高复合辊套的耐磨性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
高铬铸铁合金复合轧辊制备方法
本专利技术涉及轧辊领域，特别地，涉及一种高铬铸铁合金复合轧辊制备方法。
技术介绍
轧辊是冶金和机械加工行业中一种常用的设备零部件，也是一种易损耗的工业材料，轧辊的质量直接关系到轧机的生产效率和轧材的表面质量以及轧钢生产成本，钢材在旋转的轧辊间依靠轧制压力作用而发生塑性变形，因此轧辊需要有很高的硬度和耐磨性。在热轧用轧辊方面，轧辊的孔槽局部与红钢接触，瞬间温度很高，又被冷却水强冷，这种瞬间高温和急冷急热的工况，要求热轧用轧辊还需要有很好的红硬性和韧性。现有技术中，轧辊普遍采用铸造方式生产，在铸过程中容易产生合金成分偏聚、碳化物粗大、组织分布不均匀、易产生气孔、夹渣等缺陷，严重影响了轧辊的使用性能和安全性能。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高铬铸铁合金复合轧辊制备方法以解决采用铸造方式生产的轧辊，存在合金成分偏聚、碳化物粗大、组织分布不均匀、易产生气孔，夹渣的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：一种高铬铸铁合金复合轧辊制备方法，包括辊轴和套设于辊轴外的复合辊套，包括以下步骤：S1、将高铬铸铁合金制备成高铬铸铁合金粉末；S2、采用低碳钢制备包套，包套内部设有用于容纳高铬铸铁合金粉末的空腔；S3、将高铬铸铁合金粉末填满包套内的空腔；S4、对带有高铬铸铁合金粉末的包套进行抽真空，以抽除包套内的气体；S5、采用电子束焊接以密封抽除气体后的包套；S6、将密封后的包套进行热等静压处理，以将高铬铸铁合金粉末烧结形成高铬铸铁合金层，高铬铸铁合金层与包套复合形成复合辊套半成品；S7、将复合辊套半成品进行热处理；S8、热处理后的复合辊套半成品冷却至室温，采用车削加工去除复合辊套半成品外表面的包套，以露出高铬铸铁合金层，获得复合辊套，并按设计规格和轧件规格对复合辊套进行加工；S9、将复合辊套与辊轴进行装配；获得高铬铸铁合金复合轧辊。进一步地，高铬铸铁合金粉末包括：C为3.0％～3.8％、Si为0.5％～1.2％、Mn为0.3％～0.8％、Cr为18.0％～28.0％、Mo为1.0％～3.0％、V为2.0％～9.0％、W为0.2％～2.0％、余量为Fe，Cr与C的比大于等于3.5；高铬铸铁合金粉末的粒度为25μm～95μm。进一步地，步骤S6中热等静压处理工艺：温度为1000℃～1200℃，压力为120MPa～140MPa，保温时间为2h～4h。进一步地，包套包括第一包套和套设于第一包套外表面的第二包套；第一包套上开设有凹槽结构，凹槽结构与第二包套围合成用于容纳高铬铸铁合金粉末的空腔，第一包套端部设有用于高铬铸铁合金粉末注入包套内部并对包套内部抽气的通孔。进一步地，第二包套的壁厚为3mm～5mm；凹槽结构的深度为30mm～50mm；凹槽结构底厚为20mm～30mm。进一步地，步骤S7中复合辊套半成品进行热处理包括以下步骤：S71、将热等静压处理后的复合辊套半成品放置炉内进行退火处理，温度降低至400℃出炉，空冷至室温；S72、将复合辊套半成品放置炉内进行淬火处理，温度降低至500℃出炉，空冷或风冷至室温；S73、将复合辊套半成品放置炉内进行回火处理，空冷至室温。进一步地，退火处理：退火温度为850℃～900℃，保温时间为3h～5h；淬火处理：淬火温度为1000℃～1100℃，保温时间为2h～4h；回火处理：回火温度为400℃～600℃，保温时间为3h～5h。进一步地，步骤S4中抽真空包括将包套放入真空箱中抽真空，包套内部的真空度大于等于1×10-2Pa。进一步地，低碳钢包括Q235、20钢或A3碳中的一种；辊轴采用42CrMo锻钢轴。进一步地，还包括：将复合辊套与辊轴进行装配后，对复合辊套的表面按轧件规格加工有孔槽，孔槽的表面作为工作面，获得高铬铸铁合金复合轧辊。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的高铬铸铁合金复合轧辊的制备方法，包括：分别制备高铬铸铁合金粉末和低碳钢包套，将高铬铸铁合金粉末填满包套内，对含有高铬铸铁合金粉末的包套进行抽真空和密封，再进行热等静压处理以将包套与高铬铸铁合金粉末相互扩散，热致密成复合辊套半成品，再经过热处理，车削加工以去除复合辊套半成品外表面一层的包套，以露出高铬铸铁合金层，从而获得露出高铬铸铁合金层与低碳钢层结合的复合辊套，将复合辊套与辊轴装配，获得高铬铸铁合金复合轧辊。过渡层为低碳钢，具有硬度低、韧性好、可加工性能好等特点。工作层采用高铬铸铁合金粉末制备，具有组织均匀、碳化物晶粒细、形态好，耐磨性能优异等优点。而且，复合辊套外层(工作层)为高耐磨性和高红硬性的高铬铸铁合金，内层(过渡层)为韧性好的低碳钢，外硬内韧，有利于提高复合辊套的耐磨性和安全性，由于高铬铸铁合金价格昂贵，采用低碳钢可代替部分高铬铸铁合金，也有利于降低轧辊的成本。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例1的高铬铸铁合金复合轧辊图；图2是本专利技术优选实施例2的高铬铸铁合金复合轧辊图；以及图3是本专利技术优选实施例1的高铬铸铁合金复合轧辊金相图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。图1是本专利技术优选实施例1的高铬铸铁合金复合轧辊图；图2是本专利技术优选实施例2的高铬铸铁合金复合轧辊图；图3是本专利技术优选实施例1的高铬铸铁合金复合轧辊金相图。如图1和图2所示，本实施例的高铬铸铁合金复合轧辊制备方法，包括辊轴和套设于辊轴外的复合辊套，包括以下步骤：S1、将高铬铸铁合金制备成高铬铸铁合金粉末；S2、采用低碳钢制备包套，包套内部设有用于容纳高铬铸铁合金粉末的空腔；S3、将高铬铸铁合金粉末填满包套内的空腔；S4、对带有高铬铸铁合金粉末的包套进行抽真空，以抽除包套内的气体；S5、采用电子束焊接以密封抽除气体后的包套；S6、将密封后的包套进行热等静压处理，以将高铬铸铁合金粉末烧结形成高铬铸铁合金层，高铬铸铁合金层与包套复合形成复合辊套半成品；S7、将复合辊套半成品进行热处理；S8、热处理后的复合辊套半成品冷却至室温，采用车削加工去除复合辊套半成品外表面的包套，以露出高铬铸铁合金层，获得复合辊套，并按设计规格和轧件规格对复合辊套进行加工；S9、将复合辊套与辊轴进行装配；获得高铬铸铁合金复合轧辊。本专利技术的高铬铸铁合金复合轧辊的制备方法，包括：分别制备高铬铸铁合金粉末和低碳钢包套，将高铬铸铁合金粉末填满包套内，对含有高铬铸铁合金粉末的包套进行抽真空和密封，再进行热等静压处理以将包套与高铬铸铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高铬铸铁合金复合轧辊制备方法，包括辊轴和套设于所述辊轴外的复合辊套，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、将高铬铸铁合金制备成高铬铸铁合金粉末；/nS2、采用低碳钢制备包套，包套内部设有用于容纳高铬铸铁合金粉末的空腔；/nS3、将高铬铸铁合金粉末填满所述包套内的空腔；/nS4、对带有高铬铸铁合金粉末的包套进行抽真空，以抽除包套内的气体；/nS5、采用电子束焊接以密封抽除气体后的包套；/nS6、将密封后的包套进行热等静压处理，以将高铬铸铁合金粉末烧结形成高铬铸铁合金层，高铬铸铁合金层与包套复合形成复合辊套半成品；/nS7、将复合辊套半成品进行热处理；/nS8、热处理后的复合辊套半成品冷却至室温，采用车削加工去除复合辊套半成品外表面的包套，以露出高铬铸铁合金层，获得复合辊套，并按设计规格和轧件规格对复合辊套进行加工；/nS9、将复合辊套与辊轴进行装配，获得高铬铸铁合金复合轧辊。/n

【技术特征摘要】
1.一种高铬铸铁合金复合轧辊制备方法，包括辊轴和套设于所述辊轴外的复合辊套，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将高铬铸铁合金制备成高铬铸铁合金粉末；
S2、采用低碳钢制备包套，包套内部设有用于容纳高铬铸铁合金粉末的空腔；
S3、将高铬铸铁合金粉末填满所述包套内的空腔；
S4、对带有高铬铸铁合金粉末的包套进行抽真空，以抽除包套内的气体；
S5、采用电子束焊接以密封抽除气体后的包套；
S6、将密封后的包套进行热等静压处理，以将高铬铸铁合金粉末烧结形成高铬铸铁合金层，高铬铸铁合金层与包套复合形成复合辊套半成品；
S7、将复合辊套半成品进行热处理；
S8、热处理后的复合辊套半成品冷却至室温，采用车削加工去除复合辊套半成品外表面的包套，以露出高铬铸铁合金层，获得复合辊套，并按设计规格和轧件规格对复合辊套进行加工；
S9、将复合辊套与辊轴进行装配，获得高铬铸铁合金复合轧辊。


2.根据权利要求1所述的高铬铸铁合金复合轧辊制备方法，其特征在于，
所述高铬铸铁合金粉末包括：C为3.0％～3.8％、Si为0.5％～1.2％、Mn为0.3％～0.8％、Cr为18.0％～28.0％、Mo为1.0％～3.0％、V为2.0％～9.0％、W为0.2％～2.0％、余量为Fe，Cr与C的比大于等于3.5；
所述高铬铸铁合金粉末的粒度为25μm～95μm。


3.根据权利要求2所述的高铬铸铁合金复合轧辊制备方法，其特征在于，
步骤S6中热等静压处理工艺：温度为1000℃～1200℃，压力为120MPa～140MPa，保温时间为2h～4h。


4.根据权利要求1所述的高铬铸铁合金复合轧辊制备方法，其特征在于，
所述包套包括第一包套和套设于所述第一包套外表面的第二包套；
所述第一包套上开设有凹槽结构，所述凹槽结构与所述第二包套围合...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾麟芳，李聚良，向勇，黄玲，
申请(专利权)人：湖南三泰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43