【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于轧辊制备，涉及一种高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，线棒材产线产品规格更加多样化、小尺寸产品需求不断增多、力学性能不断提高，这就要求工器具的力学性能也随之不断提高；在智慧制造、绿色制造、成本大变革的发展趋势下，提升轧辊的力学性能，减少辊面缺陷，提高轧线生产效率，已成为提升公司成本竞争力的重要途径之一。
2、随着产品力学性能的不断提升，粗中轧机架的轧辊材质亦不断升级，从原来的普通灰口铸铁、球墨铸铁，依次发展为冷硬铸铁轧辊、无限冷硬铸铁轧辊、高铬离心复合铸铁轧辊、高合金离心铸造球墨铸铁轧辊等。目前，高线中轧机架采用离心铸造贝氏体球墨铸铁材质，其硬度为65-70hsd，具有优良的抗热裂纹性能、较高的耐磨损性能和较低的价格，但随着产品力学性能的提升，球墨铸铁材质轧辊使用过程中常出现耐磨性不足、轧槽槽面剥落、小凹坑等问题。
3、因此亟待研发新材质新制作工艺的制作的高线中轧机架用轧辊，以满足高线战略发展及品种结构变化，对轧辊需满足低温轧制、保证抗事故性能、具有较高耐磨性、过钢量的要求，达到改善产品表面质量、提高轧辊毫米轧制量的目的。
4、中国专利申请号cn88105759.2公开了一种gt35钢结硬质合金模具及其制造工艺，其是以钢为粘结相，以碳化钛为硬质相的硬质合金组合材料，具有良好的机械性能，高硬度、高耐磨性、高的强度、高的刚性、韧性和良好的工艺特性。
5、中国专利申请号cn200910242568.3中的碳铬钼钢基钢结硬质合金的热处理方法，其
6、中国专利申请号cn201110170310.4公开了一种耐磨性高、变形小的tic系钢结硬质合金及其制备方法，其成分与重量百分比分别为：ti40％～56％，c10％～14％，mn4.2％～7.2％，ni1.0％～2.0％，mo0.5％～1.0％，cr0.5％～1.5％，余量为铁；烧结接触材料采用氧化锆或氧化铝舟皿；通过添加稀土，孔隙度达到a04b02以下，进一步提高了其综合性能。
7、中国专利申请号cn201210186562.0公开一种纳米tin改性tic基钢结硬质合金，由tin、tic、ni粉、mo、mnfe、cr、c、fe及其不可避免的杂质组成，且杂质在整个合金中的含量≤0.3％。该技术采用粉末冶金方法，经湿磨混料、过滤烘干、掺胶制粒、压制成型、真空烧结制成钢结硬质合金。使钢结硬质合金的使用范围更加广泛，即既不局限于镶铸、镶嵌、镶焊成复合材料，也可单独用于结构件耐磨材料，且使用寿命会更长，使节能效果更显著。
8、中国专利申请号cn201110164167.8公开一种碳化钛基钢结硬质合金材料，其特征在于所述材料将碳化钛tic作为硬质基，以合金工具钢作为粘结相，所述碳化钛的体积百分比为35％～45％，所述合金工具钢的质量百分比为55％～65％，所述碳化钛和合金工具钢的质量总和为100％，所述合金工具钢由铬、钼、铝、镍、钛和铁组成。该技术采用先进的低压热等静压烧结工艺技术进行合金材料的制备，简化生产流程，提高生产效率，节省大量能源。
9、中国专利申请号cn201410701168.5公开一种耐热钢结硬质合金，其制备包括：选取形成硬质相原料的0.1～34.8wc和3.0～49.3饱和固溶体tic-wc(3：7)粉末，与形成粘结相原料的9.0～34.2的co、11.5～47.7的ni3al、0～1.8的mo、0～1.8的w粉末和余量的fe粉，其中形成硬质相的原料总重占混合粉末总重的10～50％；按球料比(按重量计)≥6，液固比600～900ml/kg,强化湿磨，湿磨时间≥48小时；湿磨混合料经喷雾干燥、压制成型；1250℃～1350℃真空固相烧结后获得耐热钢结硬质合金，其中粘结相重量百分比为50％～90％；适合在600～900℃使用，高温抗氧化和高温冲击韧性方面具有较大改善。
10、中国专利申请号cn201410760118.4公开了一种wc系钢结硬质合金，涉及一种wc系钢结硬质合金，以wc为硬质相，合金钢为粘结相，其成分比例为：w65.71～79.79wt％、cr0.59～1.17wt％、mo0.35～0.69wt％、ni0.65～1.29wt％、c5.2～5.56wt％、fe为余量，采用粉末冶金的制备方式制成。本专利技术的合金产品孔隙率低、硬度高，有很好的耐磨性，扩大了钢结硬质合金使用领域。
11、上述技术虽研究硬质合金的成分、制作工艺优化，力学性能不断提升，但大多数均用于模具、刀具或结构件，并不适合用于制作轧辊，特别是高线中轧机架短应力轧机低温轧制所用轧辊。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊及其制备方法，利用高熵合金的设计理念，采用钢结硬质合金材质并设计材质成分，在tic粉末中配置适量粘结元素co、cr、fe、ni、v、mo以及微量元素b，以期获得具有优异性能的高熵合金粉末，并通过球磨以及等离子热压烧结工艺，获得满足综合力学性能优良的高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊；该高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊具有优异的强韧性、耐磨性和抗热裂性能，单次上机单槽轧制吨位较原球墨铸铁轧辊提高5倍左右，解决了线材产线低温轧制难题，具有较好的推广应用前景。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了一种高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊，采用钢结硬质合金材质制备，所述钢结硬质合金材质包括按重量百分比计算的如下成分：c：0～0.5％、tic：50～64.5％、co：9～12％、cr：3～5％、fe：8～10％、ni：2.5～3.5％、mo：7.5～10.5％、v：4～7％、b:1～2％。
4、优选地，所述钢结硬质合金材质满足如下公式：
5、[ni]:[mo]＝1:3；和/或
6、10％＜[ni]+[mo]＜15％；和/或
7、35％＜[co]+[cr]+[fe]+[ni]+[v]+[mo]＜50％，其中，[co]、[cr]、[fe]、[ni]、[v]、[mo]分别为co、cr、fe、ni、v、mo的重量百分比，单位wt.％。
8、优选地，所述高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊在常温下的抗拉强度rm为200～2200mpa，硬度hrc为58～65；和/或
9、所述高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊在高温下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊，其特征在于，采用钢结硬质合金材质制备，所述钢结硬质合金材质包括按重量百分比计算的如下成分：C：0～0.5％、TiC：50～64.5％、Co：9～12％、Cr：3～5％、Fe：8～10％、Ni：2.5～3.5％、Mo：7.5～10.5％、V：4～7％、B:1～2％。
2.根据权利要求1所述的高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊，其特征在于，所述钢结硬质合金材质满足如下公式：
3.根据权利要求1所述的高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊，其特征在于，所述高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊在常温下的抗拉强度Rm为200～2200MPa，硬度HRC为58～65；和/或
4.一种高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊的制备方法，其特征在于，根据权利要求1～3任一项所述的高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊的钢结硬质合金材质配比原料，通过球磨处理获得高熵合金粉末，所述高熵合金粉末经等离子热压烧结处理制得高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊。
5.根据权利要求4所述的高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊的制备方法，其特征在于，所述球磨处理包括以下工
6.根据权利要求5所述的高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊的制备方法，其特征在于，所述球磨处理过程中：
7.根据权利要求4所述的高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊的制备方法，其特征在于，所述等离子热压烧结处理包括如下工序：
8.根据权利要求7所述的高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊的制备方法，其特征在于：
9.根据权利要求4所述的高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊的制备方法，其特征在于，所述高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊的工作层中，TiC平均晶粒尺寸为1.8～3.6μm，面积尺寸＜8μm2的碳化物占比为30～40％。
...【技术特征摘要】
1.一种高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊，其特征在于，采用钢结硬质合金材质制备，所述钢结硬质合金材质包括按重量百分比计算的如下成分：c：0～0.5％、tic：50～64.5％、co：9～12％、cr：3～5％、fe：8～10％、ni：2.5～3.5％、mo：7.5～10.5％、v：4～7％、b:1～2％。
2.根据权利要求1所述的高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊，其特征在于，所述钢结硬质合金材质满足如下公式：
3.根据权利要求1所述的高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊，其特征在于，所述高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊在常温下的抗拉强度rm为200～2200mpa，硬度hrc为58～65；和/或
4.一种高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊的制备方法，其特征在于，根据权利要求1～3任一项所述的高线中轧机组用钢结硬质合金轧辊的钢结硬质合金材质配比原料，...
【专利技术属性】
技术研发人员：瞿海霞，彭辉，郝瑞华，姚利松，马旭，夏杨青，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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