一种高硼高速钢复合轧辊及其制备方法技术

一种高硼高速钢复合轧辊及其制备方法，属于轧钢技术领域。采用激光熔覆方法，先在中碳低合金钢辊坯的辊身上，激光熔覆过渡层，过渡层为铁基合金，过渡层之上熔覆高硼高速钢耐磨层；过渡层厚度3.0

【技术实现步骤摘要】
一种高硼高速钢复合轧辊及其制备方法


[0001]本专利技术公开了一种高速钢复合轧辊及其制备方法，特别涉及一种高硼高速钢复合轧辊及其制备方法，属于轧钢


技术介绍

[0002]高速钢轧辊具有较好的热稳定性、良好的淬透性、优异的耐磨性等特点，已广泛应用于热轧带钢、高速棒线材轧机上。但是高速钢轧辊中含有较多的钨、钼、钒、钴、铌等价格昂贵的合金元素，增加了生产成本，导致市场竞争力差。在资源日益枯竭的背景下，用低合金高速钢代替高合金高速钢，用廉价合金元素部分取代昂贵的合金元素，成为了高速钢轧辊发展的趋势。我国硼含量丰富且价格低廉，而铌、钴、钒等资源短缺且价格昂贵。因此，开发高硼高速钢轧辊迫在眉睫。
[0003]为了提高高硼高速钢轧辊的性能，中国专利技术专利CN101439351A公开了一种离心铸造高硼高速钢复合轧辊的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1)熔炼高硼高速钢液体：
①
将普通废钢、生铁或增碳剂、铬铁、钨铁、镍板和钼铁混合加热熔化，钢水熔清后加入硅铁预脱氧和合金化；
②
炉前调整成分合格后将温度升至1500～1540℃，依次加入钒铁、铝、钛铁和硼铁并升温，当钢水温度达到1550～1580℃后出炉；
③
将稀土硅铁破碎至粒度为8～12mm的小块，经180～220℃烘干后，置于钢包底部，用包内冲入法对钢水进行稀土变质处理，得到高硼高速钢液体；2)预处理高硼高速钢液体：当高硼高速钢液体的温度达到液相线温度以上60～80℃时，将高硼高速钢液体流经倾斜冷却板冷却；3)离心浇注高硼高速钢复合轧辊；4)热处理高硼高速钢复合轧辊：将高硼高速钢复合轧辊经粗加工后，加热到550～600℃，保温3～6h后，空冷；随后在500～520℃保温6～8h后，炉冷至150～250℃，空冷，精加工，得到高硼高速钢复合轧辊。中国专利技术专利CN106544596A还公开了一种铝合金化高硼高速钢复合轧辊的制备方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：步骤1，在中频感应电炉内，将硼铁、废钢、增碳剂、铌铁、钼铁、锰铁、钒铁和铬铁熔炼为高硼高速钢钢水；当高硼高速钢钢水的温度升至1593～1618℃时，将钢水出炉到钢包，钢包底部预先加入了多元铝合金添加剂；步骤2，将步骤1钢包内的钢水经扒渣、静置后，制备为铝合金化高硼高速钢复合轧辊；步骤3，将步骤2得到的铝合金化高硼高速钢复合轧辊经过粗加工后进行淬火和回火处理，精加工后即获得铝合金化高硼高速钢复合轧辊成品。中国专利技术专利CN103866200A还公开了一种高硼高速钢组合轧辊的制备方法，其特征在于，高硼高速钢组合轧辊由辊轴和高硼高速钢复合辊套通过热装组合成一体，复合辊套的外层为耐磨高硼高速钢，内层为钢管，辊轴置于钢管内同轴贯穿钢管，具体包括以下步骤：
①
先在中频感应电炉内熔炼高硼高速钢复合辊套的外层耐磨高硼高速钢的钢水，高硼高速钢钢水的化学成分及质量分数为：1.25～1.80％C,1.25～1.60％B,5.5～8.0％Cr,1.0～1.5％W,2.5～3.0％Mo,0.3～0.6％V,0.6～1.2％Ni,0.3～0.9％Si,0.30～0.55％Mn,S<0.04％,P<0.05％,余量为Fe和不可避免的杂质；
②
当上述高硼高速钢钢水的温度达到1580～1600℃，将钢水出炉到钢包，然后在钢包内加入直径4.5
‑
6.0mm的合金线，合金线的化学成分及质量分数为：1.5～2.0％Ca,1.5～
2.0％Ba,4.0～6.0％Y,5.0～6.5％V,1.0～1.5％N,2.5～3.0％Zr,10～12％Si,25～28％Al,余量为Fe和不可避免的杂质，合金线加入量占钢包内钢水质量分数的2.0～2.5％；
③
合金线加入钢水1～2分钟后，对钢水进行搅拌和扒渣，当钢水温度降至1450～1480℃时，将钢水浇注到金属铸型中，其中铸型温度预热到120～180℃，铸型中预先安放了预热到600～800℃的钢管，钢管内径200
‑
350mm，钢管壁厚10～15mm，钢管长度比高硼高速钢辊套的长度增加3～5mm，钢管的化学成分及质量分数为：0.12～0.20％C,0.20～0.55％Si,1.20～1.60％Mn,≤0.035％P,≤0.03％S,余量为Fe和不可避免的杂质，钢水被浇注到金属铸型与钢管之间的型腔中；
④
钢水浇注2～4小时后，开箱取出铸造复合辊套，入加热炉或缓冷坑缓冷至温度低于120℃后空冷至室温，然后对铸造复合辊套进行粗加工，粗加工后的复合辊套随炉加热至480～550℃，保温10～15小时后，空冷至室温，然后进行精加工。将精加工后的复合辊套继续随炉加热至250～320℃，保温4～6小时后出炉，与加工好的辊轴进行热装复合。
[0004]中国专利技术专利CN108130486A公开了一种离心铸造高硼高速钢，制备原料包括：高硼高速钢的化学成分(质量分数，％)为C0.5，B1.2，W0.9，Mo1.3，V0.8，Cr4.8，Si＜0.8，Mn＜0.8，Fe为余量。铸态高硼高速钢辊环组织由马氏体、少量残余奥氏体及硼碳化物组成，硼碳化物由M2(B,C)，(W,Mo)2(B,C)，M3(B,C)以及M
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(B,C)6组成，呈鱼骨状、筛网状和块状沿晶界分布；快速冷却下，辊环径向上合金元素无偏析。经1050℃水淬后，共晶硼碳化物形貌和分布没有变化，部分二次硼碳化物溶解，局部有断网现象，基体中出现细小、弥散的二次析出物，经525℃回火后数量明显增加。处理后，硬度达到60.8HRc，冲击韧性可达到8.4J/cm2。中国专利技术专利CN103255348A还公开了一种低碳高硼高速钢复合轧辊，采用低碳高硼高速钢作为轧辊工作层，球墨铸铁作为轧辊芯部，其特征在于：低碳高硼高速钢复合轧辊工作层的化学成分如下(重量％)：0.20～0.35C，1.2～2.0B，3.2～4.0Cr，0.8～1.5Mo，0.8～1.5W，1.5～2.0Si，1.0～2.0V，0.02～0.05Zr，0.25～0.4Ti，0.2～0.5Al，0.07～0.15RE，Mn＜1，P＜0.04，S＜0.04，余量为Fe。首先将普通废钢、生铁(4.0％C)、钨铁(72％W)、钼铁(60％Mo)、钒铁(50％V)、铬铁(50％Cr)混合装入中频感应炉熔炼，待钢液溶清后，加入铝预脱氧，铝的加入量为熔炼炉内钢液重量的1.0
‑
1.5％，然后加入锆铁(70％Zr)、钛铁(72％Ti)及复合硼铝铁合金(18％B，1.5％Al)，炉前调整成分合格后，将温度升至1570℃～1620℃温度范围内出炉；采用脉冲电磁场下卧式离心方法浇铸，先启动脉冲磁场装置，频率设为1
‑
10HZ，铸型中心磁场的峰值强度为1～10T；然后启动铸型旋转系统；将转速调至350～550rpm，待钢液温度为1420℃～1450℃时浇注轧辊工作层；待工作层凝固后，用红外测温仪测定轧辊工作层内表面的温度，待温度冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高硼高速钢复合轧辊的制备方法，其特征在于，具体制备工艺步骤如下：
①
先在中碳低合金钢辊坯的辊身上，激光熔覆过渡层，过渡层为铁基合金，过渡层之上熔覆高硼高速钢耐磨层；
②
采用同步送粉激光熔覆的方式，将铁合金粉末作为熔覆材料，在氩气保护下，在室温下进行激光熔覆获得过渡层；过渡层熔覆的工艺参数为：光斑直径激光功率5.2～5.5kW，扫描速度22～25mm/s，送粉速率80～85g/min，搭接率45％～50％，氩气流量12
‑
15L/min；熔覆铁合金粉末在激光能量照射下反应生成过渡层；熔覆铁合金粉末的化学组成及其质量分数为：0.22
‑
0.28％C,2.54
‑
2.79％Si,0.25
‑
0.39％Cr,0.18
‑
0.27％Mo,0.25
‑
0.48％Mn,4.26
‑
4.35％Ni,0.075
‑
0.120％Nb,0.052
‑
0.087％K,0.021
‑
0.038％Y,0.043
‑
0.074％V,余量为Fe和不可避免的杂质；铁合金粉末粒度为80
‑
120目；在上述步骤基础上，将辊坯的辊身上激光熔覆了铁基合金过渡层的轧辊，随炉加热至550～580℃，保温4
‑
6小时，随后在过渡层表面，继续采用同步送粉激光熔覆的方式，将质量分数93.3
‑
94.5％的高硼高速钢粉末、3.5
‑
4.5％的TiN粉末和2.0
‑
2.2％的Ce2O3粉末作为熔覆材料，并将高硼高速钢粉末、TiN粉末和Ce2O3粉末在球磨机内球磨60

【专利技术属性】
技术研发人员：袁乃博，孟军波，符寒光，董国卿，刘杰兵，张群兴，陈兴富，张国亮，
申请(专利权)人：邢台德龙机械轧辊有限公司，
类型：发明
国别省市：