本发明专利技术公开了一种含硼高铬高速钢轧辊材料及其热处理方法，其化学成分（质量分数，％）是：２．６－３．０Ｃ，２．０－２．８Ｍｏ，１．０－１．５Ｗ，０．６－１．０Ｎｂ，１．０－１．５Ｖ，２４－２８Ｃｒ，０．５－０．８Ｂ，０．７－１．２Ｎｉ，０．５－１．０Ｓｉ，０．５－１．２Ｍｎ，０．００８－０．０１５Ｃａ，０．０６－０．０８Ｚｎ，０．０２－０．０５Ｔａ，０．０３－０．０６ＲＥ，０．０４－０．１０Ｋ，其余为Ｆｅ和不可避免的微量杂质，该轧辊材料经熔炼、炉外变质、浇注和热处理后，精加工成轧辊。该发明专利技术轧辊材料硬度高、耐磨性好，且不需要高温热处理，具有工艺简便、能耗低和使用寿命长等特点，推广应用具有较好的经济效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术为一种高速钢轧辊材料，特别涉及一种含硼高铬高速钢轧辊材料及其热处 理方法，属于轧辊制造领域。
技术介绍
高速钢轧辊自诞生到目前在西方发达国家已取得了广泛的应用，特别是日本，热轧带钢轧机精轧前架已全部采用高速钢轧辊，精轧后架的使用率也达到了 50%，因此，日本 热轧板带材吨钢平均辊耗为0. 4公斤/吨，日新制铁热轧带钢轧机采用的是CPC高速钢轧 辊，吨钢辊耗仅为0. 3公斤/吨。我国热轧板带材目前吨钢平均辊耗为0. 8公斤/吨左右， 但在不远的将来，我国热轧板带材吨钢辊耗也会大幅度降低，其原因是我国各轧钢厂也开 始纷纷采用高速钢轧辊。重钢热轧厂早在20世纪90年代中就从比利时引进高速钢轧辊， 随后又从日本等国家大量引进高速钢轧辊，是我国最早使用高速钢轧辊的厂家。目前，宝钢 1580毫米热连轧带钢轧机吨钢辊耗已降到0. 5公斤/吨以下，其他如鞍钢热连轧机、武钢热 轧厂等厂家也在使用高速钢轧辊，并取得了较好的使用效果。国产高速钢轧辊在线、棒材轧 机上已有将近20个厂家在不同程度上使用或试用，均取得显著的使用效果，相信几年内高 速钢轧辊在线、棒材轧机上将会得到广泛的应用。为了进一步提高高速钢轧辊的性能，美国专利US20060097953公开了一种离心复 合轧辊制造方法，其具体化学成分为2. 5-9% C,0. 1-3. 5% Si，0· 1-3. 5% Mn, 11-40% V，余 量Fe。日本专利JP2007056722也提供了一种具有高耐磨性、高韧性的高速钢轧辊材料。 中国专利技术专利CN1264749公开了一种高耐磨性铸造高速钢，适用于大型耐磨件、复合轧辊 工作层。它的具体化学成分(重量％)如下1· 8-4. 2C，2-12W，3-12Mo，4-15Cr，0-10Co， 2. 5-10V，0. 3-2. 5Nb，0. 5-1. 5Si，0. 3-0. 8Μη，0· 2-0. 6Α1，0· 02-0. ΙΟΝ, S 彡 0. 03，P 彡 0. 03， 其余为Fe，该专利技术特点是一种高碳、高钒、高铬型铸造高速钢，铸造性能良好，耐磨及红硬 性好。中国专利技术专利CN101225500还公开了一种轧辊用高钼高钒微偏析铸造高速钢。其 具体化学成分如下(wt% ) :C 1· 2 2. 8%，Si 0. 2 1. 0%, MnO. 2 1. 0%，Ni 0. 3 1. 2%,Cr 3.0 6.0%，Mo 5.0 10.0%，V 5.0 12.0%，A1 0. 1 0. 7%，P 彡 0. 025%， S ^ 0. 025%，其余为铁。该专利技术特点是在高速钢中增加Mo、V含量来替代传统轧辊用高速 钢中的W元素，以减少重元素W在离心铸造时造成的比重偏析，从而使轧辊径向性能均勻， 提高使用稳定性。该专利技术涉及的高钼高钒高速钢具有铸造偏析小，硬度高，耐磨性强，红硬 性好，强韧性优等特点。中国专利技术专利CN101274359还公开了一种电磁离心铸造高速钢复 合轧辊工作层材质，其成分质量百分比为C 1.8 2. 5、W 3 10. 0、Mo 2 4、Cr 4.0 7. 0、V 0. 5 2、RE 0. 03 0. 5,Si彡UMn彡1、余量为Fe和不可避免杂质；其中，在辊身 工作层离心浇注和凝固过程中，施加磁感应强度为0.21T 0. 30T的电磁场。该专利技术高碳高 钨高速钢材质，采用电磁离心铸造工艺可以制造高碳高钨高速钢复合轧辊，以W代V，不仅 消除了铸造组织的宏观偏析，有效地控制MC碳化物均勻分布，而且明显地改善了高速钢复 合轧辊的使用性能。中国专利技术专利CN100999804还公开了一种新型高碳高钨高速钢轧辊及其制备方法，该专利技术中高碳高钨高速钢轧辊含有碳2. 0% 3. 0%，钨6. 0% 18. 0%，钒 2. 0% 4. 0%，钼1. 0% 3. 0%，铬3. 0% 9. 0%，硅小于1. 2%，锰小于1. 2%;制成的该 高碳高钨高速钢轧辊含有钒、钨系的MC型复合碳化物。该专利技术中高碳高钨高速钢轧辊的制 备方法是，将高碳高钨高速钢加热到1580°C 1620°C后脱氧；在1400°C 1500°C浇铸，同 时对离心铸型施加0. 05T 0. 25T的稳恒磁场，并以600-1800转/分钟转速旋转至成型。 中国专利技术专利CN1631565还公开了高钒高速钢复合轧辊及生产工艺，轧辊分为辊芯和轧辊 耐磨层，辊芯采用韧性较好的低合金钢或中碳钢材料制作，轧辊耐磨层采用高钒高速钢材 料，该高钒高速钢的主要元素含量为:C 1. 8-3. 5%, V :7-12%, Cr :4_5%、Mo :2_4%、Ni 0.5-1.5%，余量为铁。其生产工艺为辊芯与轧辊耐磨层通过感应加热顺序凝固结晶方法 复合熔铸为一体。但是，上述高速钢轧辊材料均存在贵重合金元素加入量多，轧辊生产成本高的不 足。
技术实现思路
本专利技术目的是针对轧辊在使用中出现的种种问题，提出一种含硼高铬高速钢轧辊 材料及其热处理方法，该含硼高铬高速钢轧辊材料改善高速钢的铸造性能，降低轧辊成本， 改善轧辊的淬透性和淬硬性，使轧辊在铸态下具有高硬度，提高轧辊材料的强韧性和抗疲 劳性能。此外，其热处理方法不采用高温淬火热处理，只进行消除应力和稳定组织的回火热 处理，以降低轧辊热处理能耗。本专利技术的目的可以通过以下措施来实现本专利技术含硼高铬高速钢轧辊材料的化学组成成分是(质量分数，％ ) 2. 6-3. 0C, 2. 0-2. 8Mo, 1. 0-1. 5ff,0. 6-1. ONb, 1. 0-1. 5V, 24-28Cr, 0. 5-0. 8B，0. 7-1. 2Ni，0. 5-1. OSi, 0. 5-1. 2Mn，0. 008-0. 015Ca，0. 06-0. 08Zn，0. 02-0. 05Ta，0. 03-0. 06RE，0. 04-0. 10K,其余为Fe和不可避免的微量杂质。上述轧辊材料采用电炉熔炼，具体工艺步骤如下①先将废钢、生铁、钼铁、铬铁、钨铁和镍板在炉内混合加热熔化，钢水溶清后加入 硅铁和锰铁，升温至1530 1560°C，依次加入钒铁、铌铁和硼铁，其中铌铁只加入其加入总 量的88 % 92 %，硼铁只加入其加入总量的92 % 95 %，保温8 15分钟后，依次加入硅 钙合金预脱氧、加入铝终脱氧，炉前调整成分合格后出炉；②将稀土硅铁、钾盐、钽铁、金属锌、剩余量的硼铁和剩余量的铌铁破碎至粒度 10 15mm的小块，经150 180°C烘干后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变 质处理；③钢水扒渣后浇注成轧辊，钢水浇注温度为1450 1480°C。④轧辊在500 550°C进行热处理，保温时间12 20小时，然后炉冷至150 200°C后空冷至室温，最后精加工至规定尺寸和精度。在高速钢中，提高铬含量，以改善高速钢的铸造性能，并降低钨、钼、钒和铌等贵重 合金元素的加入量，利于降低轧辊成本，另外加入适量硼元素，利于改善轧辊的淬透性和淬 硬性，使轧辊在铸态下具有高硬度，还加入细化轧辊凝固组织的微合金元素，利于提高轧辊 材料的强韧性和抗疲劳性能。此外，含硼高铬高速钢轧辊材料不采用高温淬火热处理，只进行消除应力和稳定组织的回火热处理，以降低轧辊热处本文档来自技高网...
【技术保护点】
含硼高铬高速钢轧辊材料的化学组成成分质量分数（％）是：２．６－３．０Ｃ，２．０－２．８Ｍｏ，１．０－１．５Ｗ，０．６－１．０Ｎｂ，１．０－１．５Ｖ，２４－２８Ｃｒ，０．５－０．８Ｂ，０．７－１．２Ｎｉ，０．５－１．０Ｓｉ，０．５－１．２Ｍｎ，０．００８－０．０１５Ｃａ，０．０６－０．０８Ｚｎ，０．０２－０．０５Ｔａ，０．０３－０．０６ＲＥ，０．０４－０．１０Ｋ，其余为Ｆｅ和不可避免的微量杂质，该轧辊材料采用以下工艺步骤熔炼和浇注： ①先将废钢、生铁、钼铁、铬铁、钨铁和镍板在炉内混合加热熔化，钢水溶清后加入硅铁和锰铁，升温至１５３０～１５６０℃，依次加入钒铁、铌铁和硼铁，其中铌铁只加入其加入总量的８８％～９２％，硼铁只加入其加入总量的９２％～９５％，保温８～１５分钟后，依次加入硅钙合金预脱氧、加入铝终脱氧，炉前调整成分合格后出炉； ②将稀土硅铁、钾盐、钽铁、金属锌、剩余量的硼铁和剩余量的铌铁破碎至粒度１０～１５ｍｍ的小块，经１５０～１８０℃烘干后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理； ③钢水扒渣后浇注成轧辊，钢水浇注温度为１４５０～１４８０℃。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：符寒光，徐建忠，雷永平，成小乐，杜忠泽，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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