沉没辊或稳定辊的离心复合制造方法技术

本发明专利技术公开了一种沉没辊或稳定辊的离心复合制造方法，该方法包括以下步骤：将铁基材料金属液与钴基合金金属液分别在两个熔炼炉中进行熔炼；铁基材料金属液与钴基合金金属液熔清后进行去渣及脱氧处理；先将外层钴基合金金属液进行离心浇铸，待外层钴基合金金属液浇铸到为需要浇铸的外层钴基合金金属液总重的２０％～３０％时随外层钴基合金金属液加入玻璃渣保护剂；待浇铸完外层钴基合金金属液之后，在外层钴基合金金属液凝固之后浇铸内层的铁基材料金属液，直到结束，内外两层金属液在离心力作用下冷却凝固为离心复合沉没辊或稳定辊的坯料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种沉没辊或稳定辊的制造方法，具体地涉及一种沉没辊或 稳定辊的离心复合制造方法。
技术介绍
由于热涂镀工艺生产效率高，所以在冶金和镀层钢板行业得到了较为广泛的应用。热镀工艺包括热镀铝锌(GL)、热镀纯锌(GI)、热镀锌铝、热镀純 铝等几种。以热镀锌工艺为例，带钢在连续热镀锌生产时，钢带通过浸在锌 液中的沉没辊而改变运动方向。由于沉没辊和稳定辊处于熔融的锌液中，通 常会发生严重的熔融锌腐蚀。另外，由于沉没辊和稳定辊总是沉浸在锌液、 铝液、锌铝液等镀液中工作，辊的表面受热镀液的腐蚀严重，辊的表面也有 一定的磨损， 一定条件下会比较严重，因此沉没辊和稳定辊的表面因磨损或 腐蚀而工作寿命较短，造成更换频繁。目前，热镀用的沉没辊和稳定辊所用的材质大都采用00Crl7Nil4Mo2(相 当于SUS316L材质)、1Crl3不锈钢等材质、或者在辊面喷涂耐腐蚀耐磨损层。 具体地讲， 一般在辊面喷涂Co-WC或MoB/CoCr-WC等作为耐腐蚀耐磨损层， 由于材质和喷涂工艺等原因造成耐腐蚀耐磨损层存在某些如裂紋、不致密等 缺陷，加之镀液的渗透能力较强，很容易渗透过喷涂层而腐蚀辊面造成喷涂 层失效，同时喷涂层的缺陷也容易粘渣。在使用过程中，由于粘渣等原因容 易造成生产出的产品存在质量缺陷，如表面沟槽印、锌花不均等。因此，沉 没辊和稳定辊在每次修复后使用寿命不稳定、更换频繁，并使得产品质量不 稳定，所以亟需改进沉没辊和稳定辊，以延长其使用寿命，提高产品质量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种离心复合制造的沉没辊或稳定 辊，所述沉没辊或稳定辊在热镀铝锌液、热镀锌液、热镀锌铝、热镀纯铝液 等的工作条件下，具有良好的耐腐蚀、耐磨损、磨损面光滑、导热性能、足够的强度、延伸率，较小的热膨胀系数、低的弹性模数等良好的耐热疲劳参 数，与现有铁基材质和陶瓷材质沉没辊或稳定辊相比，寿命和稳定可靠程度 大大一是高。根据本专利技术的包括以下步骤将铁 基材料金属液与钴基合金金属液分别在两个熔炼炉中进行熔炼；铁基材料金 属液与钴基合金金属液熔清后进行去渣及脱氧处理；先将外层钴基合金金属 液进行离心浇铸，待外层钴基合金金属液浇铸到为需要浇铸的外层钴基合金 金属液总重的20%~30%时随外层钴基合金金属液加入玻璃渣保护剂；待浇 铸完外层钴基合金金属液之后，在外层钴基合金金属液凝固之后浇铸内层的 铁基材料金属液，直到结束，内外两层金属液在离心力作用下冷却凝固为离 心复合沉没辊或稳定辊的坯料。在离心复合沉没辊或稳定辊的坯料成型之后， 对其进行机械加工。初4成加工可包括对坯料内外表面、端面及端面倒角进行 粗加工。在粗加工之后，可以焊接安装沉没辊或稳定辊的轴头，并进行精加 工、加工辊面沟槽或不加工辊面沟槽，之后进行打磨抛光和平衡等检测。根据本专利技术，该钴基合金按重量百分比由以下组分组成10%~40%的 Cr、 0.1%~15%的1^、 0.1%~15%的 、0.1%~10o/"々Mo、 0.01%~5.0%的 V、 0.01%~5.0%的Ti、 0.01%~ 1.5%的C、 0.01% ~ 20%的Fe、 0.01% ~ 5.0% 的Al、 0.1%~3.0%的Mn、 0.01%~5.0%的Nb、 0.01% ~ 3.0%的Si，其余为 Co。附图说明图1是根据本专利技术的方法制造的沉没辊或稳定辊沿轴向截取的金相组织示意图。图2是由本专利技术制造的沉没辊或稳定辊所用钴基合金在使用一段时间后 的电子图像。图3是现有技术的沉没辊或稳定辊所用铁基合金在使用一段时间后的电子图像。具体实施例方式以下结合实施例和附图对本专利技术的离心复合制造的沉没辊或稳定辊进行 i羊纟田4结述。根据本专利技术的离心复合制造沉没辊或稳定辊的方法包括下述步骤将铁 基材料金属液与钴基合金金属液分别在两个熔炼炉中进行熔炼；铁基材料金 属液与钴基合金金属液熔清后进行去渣及脱氧处理；先将外层钴基合金金属 液进行离心浇铸，待外层钴基合金金属液浇铸到为需要浇铸的外层钴基合金 金属液总重的20%~30%时随外层钴基合金金属液加入玻璃渣保护剂；待浇 铸完外层钴基合金金属液之后，在外层钴基合金金属液凝固之后浇铸内层的 铁基材料金属液，直到结束，内外两层金属液在离心力作用下冷却凝固为离 心复合沉没辊或稳定辊的坯料。在本专利技术的方法中，玻璃渣保护剂的加入一直持续到外层钴基合金金属 液浇铸完成。玻璃渣保护剂加入后熔化，均匀覆盖在钢液内表面，防止内表 面金属液氧化。确定玻璃渣保护剂的用量，使得玻璃渣保护剂能完全覆盖浇 铸的全部钴基合金金属液的内表面；例如，以0.1cm-1.5cm的厚度覆盖浇铸 的全部钴基合金金属液的内表面。根据本专利技术的离心复合沉没辊或稳定辊的制造方法，在离心复合沉没辊 或稳定辊的坯料成型之后，铁基材料占坯料总厚度的50%~95%，钴基合金 占坯料总厚度的3% ~ 49%以满足钴基合金工作面层磨损等消耗使用的要求， 铁基材料和钴基合金之间的过渡层占坯料总厚度的0.01%~ 10%。铁基材料可 以为铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢或奥氏体-铁素体双相不锈钢。根据本专利技术的离心复合沉没辊或稳定辊的制造方法，在离心复合沉没辊 或稳定辊的坯料成型之后，对其进行机械加工。机械加工可包括对其内外表 面、端面及端面倒角进行粗加工。在粗加工之后，可以焊接安装沉没辊或稳 定辊的轴头，并进行精加工，加工辊面沟槽或不加工辊面沟槽，之后进行打 磨抛光，平4軒等检测。在本专利技术的实施例中，可以使用电弧炉、感应炉、氩氧脱碳(AOD)精 炼炉、真空吹氧(VOD)精炼炉、钢包精炼炉等精炼炉和熔化炉中的一种或 两种作为熔炼炉。感应炉可以为高频感应炉、中频感应炉、工频感应炉，上 述高、中、工频感应炉可以为相应频率的真空感应炉。根据本专利技术制造的沉没辊或稳定辊包括铁基材料层和位于铁基材料层上 的工作面层。工作面层的钴基合金按重量百分比由以下组分组成10%~40% 的Cr、 0,1%~ 15%的Ni、 0.1%~ 15%的W、 0.1%~ 10%的Mo、 0.01% ~ 5.0% 的V、 0.01% ~ 5.0%的Ti、 0.01% ~ 1.5%的C、 0.01% ~ 20%的Fe、 0.01% ~ 5.0%的Al、 0.1%~3.0%的Mn、 0.01%~5.0%的Nb、 0.1%~3.0%的Si,其余为Co。图1是根据本专利技术的方法制造的沉没辊或稳定辊沿轴向截取的金相组织 示意图。参照图1,层ll为铁基材料层，层13为工作面层(即钴基合金)， 层12是合金过渡层，即不同成分的金属元素扩散形成的中间过渡合金层，并 且残余有玻璃渣保护剂。下面将具体解释沉没辊或稳定辊的工作面层中各组分的作用。 铬(Cr)是钴基合金的重要合金元素，高的Cr含量保证合金的抗氧化性 和耐腐蚀性。Cr与Co能形成一系列不同组织结构的相和金属间化合物，同 时Cr与C容易形成&7C3、 Cr23C6碳化物强化相和固溶强化基体，Cr能显著 提高钴基合金的室温和高温力学性能。Cr含量过低将降低钴基合金的抗高温 腐蚀性能，Cr含量过高将降低钴基合金的高温持久强度。在本专利技术中，优选 地，钴基合金中Cr的含量按重量计为10%~40%。更加优选地，兼顾耐腐蚀 性、抗高温腐蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沉没辊或稳定辊的离心复合制造方法，其特征在于包括以下步骤：　将铁基材料金属液与钴基合金金属液分别在两个熔炼炉中进行熔炼；　铁基材料金属液与钴基合金金属液熔清后进行去渣及脱氧处理；　先将外层钴基合金金属液进行离心浇铸，待 外层钴基合金金属液浇铸到为需要浇铸的外层钴基合金金属液总重的２０％～３０％时随外层钴基合金金属液加入玻璃渣保护剂；　待浇铸完外层钴基合金金属液之后，在外层钴基合金金属液凝固之后浇铸内层的铁基材料金属液，直到结束，内外两层金属液在离心力 作用下冷却凝固为离心复合沉没辊或稳定辊的坯料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺同正，武广波，
申请(专利权)人：攀枝花新钢钒股份有限公司，攀钢集团研究院有限公司，攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]