一种导辊及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种导辊及其制备工艺：这种导辊的各原料组分的重量百分比为：C3.1-3.45%；Si0.1-0.9%；Mn0.1-0.4%；P0.01-0.03%；S0.01-0.03%；Cr24-25%；Mo0.4-0.6%；V0.9-1%；W2-3%；稀土0.05-0.1%；余量为Fe。这种导辊的制备工艺：先精密铸造的导辊，再将导辊以及经过退火、粗加工、淬火、回火和精加工的处理得到成品。本发明专利技术制备出的导辊成本低，使用寿命长，有良好的抗高温氧化性能，具有高温强度，抗冲击、高温韧性和抗高温摩擦磨损的优点。

Guide roller and preparation process thereof

The invention discloses a guide roller and its preparation process: the guide roller components by weight percentage: C3.1-3.45%; Si0.1-0.9%; Mn0.1-0.4%; P0.01-0.03%; S0.01-0.03%; Cr24-25%; Mo0.4-0.6%; V0.9-1%; W2-3%; rare earth 0.05-0.1%; the rest is Fe. The preparation process of the guide roller is that the guide roller is accurately cast, and then the guide roller, and the finished product after annealing, roughing, quenching, tempering and finishing are finished. The guide roller prepared by the invention has the advantages of low cost, long service life, good high-temperature oxidation resistance, high temperature strength, shock resistance, high temperature toughness and high temperature resistance to friction and wear.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及一种合金材料及其处理方法，尤其涉及一种导辊及其制备工艺。
技术介绍
导辊是轧钢用滚动导卫装置的重要部件，用来输送型材和线材使其顺利的进入轧 机。工作环境十分恶劣。900°C以上红热钢材连续从导卫上通过，同时又要喷水冷却，温差 变化大而急剧，所以导辊磨损快，寿命低，需频繁更换，消耗量大，产生龟裂和断裂，影响轧 钢生产效率。另外，导辊使用中，易产生粘钢现象，影响轧制钢材的质量。而粘钢的根本原 因是导卫的高温、急冷、急热的工作条件下，与快速穿过的红钢发生焊合作用，这就要求导 辊材料必须具备高的热强性和抗氧化性，良好的耐磨性，热稳定性及导热性，较小热膨胀系 数，低摩擦系数。因此，解决导辊的材质问题是提高轧钢作业效率和钢材质量，降低消耗，减 轻工人劳动强度，减少事故的有效措施。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种导辊及其制备工艺。采用该 专利技术技术制备导辊成本低，使用寿命长，具有良好的抗高温氧化性能，高温强度，抗冲击高 温韧性和抗高温摩擦磨损。本专利技术是通过以下技术方案实现的一种导辊，其特征在于其各原料组分的重量百分比为C 3. 1-3. 45% ；Si 0. 1-0. 9% ；Mn 0. 1-0. 4% ；P 0. 01-0. 03% ；S 0. 01-0. 03% ；Cr24-25% ；Mo 0. 4-0. 6% ；V 0. 9-1% ；W 2-3% ；稀土 0. 05-0. 1% ；余量为 Fe。所述的一种导辊的制备工艺，其特征在于依次按以下步骤进行a.精密铸造取各原料并按照规定配比配得混合料，待用；再制备导辊首先，用低温蜡基模料做出导辊模型，用硅溶胶-水玻璃复合型壳制壳工艺制得 导辊模型型壳，在硅溶胶-水玻璃复合模型型壳过程中，在导辊模型上先涂抹2-5层硅溶 胶，3-4层水玻璃蒸汽脱蜡后，得到导辊模型型壳；其次，焙烧导辊模型型壳，焙烧温度为950-1020°C，保温时间为40分钟，焙烧结束 后，将配制的混合料倒入导辊模型型壳内进行浇注，此时，混合料呈钢水，钢水出炉温度为 1600-1620°C，浇注温度为1520-1540°C，导辊模型型壳温度为450-600°C，浇注后，将制成 的导辊自然冷却至室温，去除浇注系统后得到导辊；b.退火将步骤a加工成的导辊由室温升至1000°C，保温7小时，再冷却至室温；c.粗加工采用常规刀具对步骤c得到的导辊进行车削加工；d.淬火将车削加工后的导辊由室温呈阶梯式上升至1030°C，并分别在220°C、 420°C以及600°C，各保温2小时，在1030°C保温3小时，出炉后，风冷至室温；e.回火将经过淬火处理的导辊由室温升至270°C _290°C，保温5小时，然后随炉 冷却至室温；f.精加工将经回火处理后的导辊用硬质合金刀具精加工成成品导辊。所述的一种导辊的制备工艺，其特征在于步骤b中，退火过程中由室温升至 1000°C是按每小时100-120°c的速度进行升温。所述的一种导辊的制备工艺，其特征在于步骤d中，淬火过程中由室温升至 1030°C是按每小时升温100-120°C速度进行升温。所述的一种导辊的制备工艺，其特征在于步骤e中，回火过程中由室温升至 2700C _290°C是按每小时80-100°C速度进行升温。所述的一种导辊的制备工艺，其特征在于步骤e处理后的导辊硬度HRC为 62-65。所述导辊采用了 DF-2材质。DF-2材质由碳化物和金属基体组成，碳化物主要是 (Cr，Fe)7C3,。它在抗磨损中起到“牙齿”作用，由于它的硬度高达HV1300-1800，所以能抗磨 损。但是“牙齿”要发挥作用，还要有赖于“牙床”强有力的支撑，在金属基体中以马氏体为 最强、最硬。通过合金化和热处理，使得到金属基体基本是马氏体组成。 在DF-2材质中，含碳量和含铬量已达到共晶平衡，在共晶体中，碳化物M7C3是从一 个结构中心增长，在横截面上显示出不连续地分布在奥氏体基体上。DF-2材质不仅有棒状 或杆状的M7C3型碳化物(而不是板状)故，DF-2材质的导辊具有高的强度、韧性及硬度耐 蚀性好的特点。导辊的基体由化学成分和冷却速度、壁厚三个因素决定的。本专利技术的化学成分是 这样确定的。1.碳提高碳含量，可以增加显微组织碳化物的数量从而提高DF-2材质的耐磨性，但超 过共晶碳含量时，会形成粗大的过共晶碳化物，导致韧性显著降低，含碳量达到3%耐磨性 最好。2.铬铬是强烈形成碳化物的元素，部分与碳结合形成高硬度碳化物，尚有部分溶入奥 氏体中。在相等的含碳量，含铬量低时，形成连续网状分布Cr3C型碳化物。只有铬含量同 碳含量比例大于6 1才能完全生成Cr7C3碳化物，起到沉淀强化作用。3.硅硅在钢中只能形成固体溶体，只有少量硅存在，才能起固溶强化作用，过量硅会降 低金属基体的塑性，使导辊在激冷，激热条件下易产生裂纹，故硅含量控制1.0%以下。4.锰锰是稳定奥氏体，可提高基体淬透性，可增加板条残余奥氏体的数量，增加钢的韧 性，减少淬火应力，但含量过多，会大大增大导辊热敏感性，增加回火脆性，从而导致导辊耐 磨性降低，因此，锰含量应控制0. 6%以下。5.钼、钒、钨钼既可溶于奥氏体，又可形成碳化物，溶于固溶体，能显著提高钢的高温强度。当 含量大于时，形成的碳化物会弥散析出，而产生沉淀强化。Mo2C硬度HV为1500，所以提 高导辊硬度，单一钼元素应控制在1.59%以下。钒能显著提高导辊的红硬性，硬度及耐磨性，钒形成碳化物V4C3在加热时部分溶4于奥氏体中，回火时以V4C3的细小晶粒弥散析出造成二次硬化性。钨是提高导辊红硬性主要元素，在钢中形成碳化物，在回火时，一部分钨以碳化物 的形式弥散析出，造成二次硬化，加热时，未溶碳化物则起阻止奥氏体晶粒长大的作用。钒的弥散硬化作用比钨强烈，而钨提高马氏本的回火稳定性比钒强烈，两者不能 互相代替，钒含量增加，耐磨性，红硬性提高，但被磨削性降低，故钼、钒、钨复合加入效果明 显，因此，Mo含量控制在以下，V含量控制0. 7-1.0%之间，W含量控制在2. 0-3.0%之 间。6. S、P磷、硫都是对导辊有害杂质，应严格控制共含量。7.稀土稀土能净化钢液，改善钢中夹杂物形态分布，从而改善铸态组织及改善钢的性能。稀土元素能与钢中低熔点杂质元素如铅、锑、砷、形成高熔点物质，以消除这些元 素沿晶界所造成脆性。稀土元素进一步脱硫、固氢、固氮。稀土元素将钢中夹杂改变为稀土 硫化物，稀土氧化物及稀土硫氧化物，它们的熔点比原来夹杂高，在钢液中易聚集成球状而 浮出。(用铝脱氧，形成细小针状Al2O3，不能有效浮出。)稀土元素在钢中还能起到细化晶粒作用。导辊的耐磨性与冶金的质量也有很大关系。铸件中的偏析、缩孔、缩松、气孔、夹渣、夹杂，都能加速导辊磨损进程，导辊中夹杂 物严重影响导辊的疲劳强度而铸造不能完全改变这些存在的缺陷，只能改善。导辊的冶炼依据是这样确定的< 一 >用碱性炉衬熔炼因为DF-2材质含铬、钒高，用碱性炉衬熔炼，可大大减少钢水夹杂。〈二〉去气、变质、净化将稀土硅钙破碎至粒度3-Smm小块，预先放置碱性钢包中，用包内冲水法对钢水 进行复合变质，镇定3-5min，使钢水充分静置，当温度降到1490-1510°C本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种导辊，其特征在于：其各原料组分的重量百分比为：Ｃ　３．１－３．４５％；Ｓｉ　０．１－０．９％；Ｍｎ　０．１－０．４％；Ｐ　０．０１－０．０３％；Ｓ　０．０１－０．０３％；Ｃｒ　２４－２５％；Ｍｏ　０．４－０．６％；Ｖ　０．９－１％；Ｗ　２－３％；稀土０．０５－０．１％；余量为Ｆｅ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐庆云，赵仕章，张大仓，华国生，吴鹏，曹文明，吴迪，张洋，
申请(专利权)人：合肥东方冶金设备有限公司，
类型：发明
国别省市：34