一种含硼轧辊用合金钢材料及其制备方法技术

技术编号:9964887 阅读:95 留言:0更新日期:2014-04-24 20:44
一种含硼轧辊用合金钢材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.8-0.9、钨2.5-3、钼0.5-1.0、钒1.5-2.5、铬2.5-3.0、铌0.05-0.10、镝0.1-0.15、钛0.2-0.5、铝0.1-0.15、铜0.07-0.09、硼0.15-0.19、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。本发明专利技术通过在高碳钢的基础上添加硼、铌、钨等多种合金元素,并经过二次精炼,合理控制铸后热处理温度,分批投放原料,使得合金钢具有高速钢的特性,耐高温,红硬高、刚度和韧性配合好,且具有表面耐磨性好,抗剥落性好、冷脆性低,适合用于线材机的轧辊,由于合金元素较低,成本较低。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种含硼轧辊用合金钢材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.8-0.9、钨2.5-3、钼0.5-1.0、钒1.5-2.5、铬2.5-3.0、铌0.05-0.10、镝0.1-0.15、钛0.2-0.5、铝0.1-0.15、铜0.07-0.09、硼0.15-0.19、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。本专利技术通过在高碳钢的基础上添加硼、铌、钨等多种合金元素,并经过二次精炼,合理控制铸后热处理温度,分批投放原料,使得合金钢具有高速钢的特性,耐高温,红硬高、刚度和韧性配合好,且具有表面耐磨性好,抗剥落性好、冷脆性低,适合用于线材机的轧辊,由于合金元素较低,成本较低。【专利说明】
本专利技术涉及轧辊
,尤其涉及。
技术介绍
轧辊是线材机的中心部件,对钆件进行钆制加工,使金属产生塑性变形的主要工具。轧辊工作载荷大,承受很大的钆制压力和扭转力矩,并有很强的冲击载荷和很大的惯性力;另外,轧辊的工作环境严酷,要承受很高的温度,又有冷却水,是在冷热交加下工作,磨损严重。高碳高铬铸钢,普通钢和硬质合金等几种类型。高碳高铬铸钢由于有一定的耐磨性,而且价格便宜,因此得到广泛的应用,高碳高铬辊轮用钢常用的材料有13Crl3WMoV和18Cr20WMoV。由于这两种钢硬度和耐磨性主要依靠铬的碳化物Cr7C3和Cr23C6,热稳定性较差,一般在450°C以上开始聚集长大而逐渐软化。在550°C时,硬度要降至HRC50以下。而线材辊轮在运行下的温度可达到550°C左右,这就使辊轮使用寿命明显降低。普通钢的二次硬化温度在550°C左右,硬度维持在HRC62飞4,可显著地提高辊轮的使用寿命;硬质合金也有很好的高温硬度和耐磨性。但由于普通钢和硬质合金的制造成本太高,在高线辊轮材料的使用上受到限制。因此研究性能优异,成本更加低廉的轧辊材料就显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供,该合金材料具有耐磨性好,刚度和韧性配合好、耐高温的优点。本专利技术的技术方案如下: 一种含硼轧辊用合金钢材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳 0.8-0.9、钨 2.5-3、钥 0.5-1.0、钒 1.5-2.5、铬 2.5-3.0、铌 0.05-0.10、镝 0.1-0.15、钛0.2-0.5、铝 0.1-0.15、铜 0.07-0.09、硼 0.15-0.19、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量为铁。所述的含硼轧辊用合金钢材料的生产方法,其特征在于: (1)、准备生铁与废铁按1:0.5-1比例作为铁基质来源,将生铁加入投入炉中熔化,进行脱硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化,再加入废铁熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等; (2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(1)钒、铬、铌;(2)钨、钥、镝;(3)铝、铜;(4)其他剩余成分;各批次投入元素的时间间隔为21-23分钟,投料后搅拌均匀。所述的铸后热处理是:先由室温以180_190°C /小时速率升温至680_690°C,保温50-60分钟,再以220-230 °C /小时速率升温至950-960 °C,保温4_5小时;再以180-190°C /小时速率降温至680-690°C,保温50-60分钟;再以180_190°C /小时速率降温至220-230°C,保温3-4小时;再以100-110/小时速率升温至530_550°C,保温3_4小时,取出空冷即得。所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:工具钢粉3-5、粘土 10-12、氟硅酸钠3-4、碳酸钠2-3、四硼酸钠1-2、秸杆灰烬4-5、钾长石36-40、玉石粉3_4、白土 6_8、白云石粉3-4 ;制备方法是将各原料混合,加热至2600-290(TC至熔融状态,搅拌10-15分钟,浇注入纯净水中激冷,再粉碎成100-200目粉末,用水洗涤数次,烘干即得。本专利技术的有益效果 本专利技术通过在高碳钢的基础上添加硼、铌、钨等多种合金元素,并经过二次精炼,合理控制铸后热处理温度,分批投放原料,使得合金钢具有高速钢的特性,耐高温,红硬高、刚度和韧性配合好,且具有表面耐磨性好,抗剥落性好、冷脆性低,适合用于线材机的轧辊,由于合金元素较低,成本较低。本专利技术使用部分废铁作为原料,使合金品质更稳定均一,提高综合力学性能。本专利技术精炼剂用于铸造生产,明显提高成品率,特别是铸件中的气孔度降低1-2度,不会在铸件表面产生气孔,夹杂氧化物也明显降低,氧化夹杂物在2级左右。【具体实施方式】一种含硼轧辊用合金钢材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.8-0.9、钨 2.5-3、钥 0.5-1.0、钒 1.5-2.5、铬 2.5-3.0、铌 0.05-0.10、镝 0.1-0.15、钛0.2-0.5、铝 0.1-0.15、铜 0.07-0.09、硼 0.15-0.19、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量为铁。所述的含硼轧辊用合金钢材料的生产方法为: (1)、准备生铁与废铁按1:0.7比例作为铁基质来源,将生铁加入投入炉中熔化,进行脱硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化,再加入废铁熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等; (2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(1)钒、铬、铌;(2)钨、钥、镝;(3)铝、铜;(4)其他剩余成分;各批次投入元素的时间间隔为22分钟,投料后搅拌均匀。所述的铸后热处理是:先由室温以185°C /小时速率升温至685°C,保温55分钟,再以225°C /小时速率升温至955°C,保温4.5小时;再以185°C /小时速率降温至685°C,保温55分钟;再以185°C /小时速率降温至225°C,保温3.5小时;再以105/小时速率升温至540 V,保温3.5小时,取出空冷即得。所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成:所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成:工具钢粉3、粘土 10、氟硅酸钠4、碳酸钠2、四硼酸钠1、秸杆灰烬4、钾长石36、玉石粉3、白土 6、白云石粉3 ;制备方法是将各原料混合,加热至2600-2900°C至熔融状态,搅拌10-15分钟,浇注入纯净水中激冷,再粉碎成100-200目粉末,用水洗涤数次,烘干即得。本专利技术含硼轧辊用合金钢材料的机械性能为:拉伸强度1318MPa,屈服强度909MPa,延伸率15%,断面收缩率34%,冲击吸收功52J,冲击韧性62J/cm2,硬度290HB。【权利要求】1.一种含硼轧辊用合金钢材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳 0.8-0.9、钨 2.5-3、钥 0.5-1.0、钒 1.5-2.5、铬 2.5-3.0、铌 0.05-0.10、镝 0.1-0.15、钛 0.2-0.5、铝 0.1-0.15、铜 0.07-0.09、硼 0.15-0.19、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量为铁。2.根据权利要求1所述的含硼轧辊用合金钢材料的生产方法,其特征在于: (1)、准备生铁与废铁按1:0.5-1比例作为铁基质来源,将生铁加入投入炉中本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种含硼轧辊用合金钢材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.8?0.9、钨2.5?3、钼0.5?1.0、钒1.5?2.5、铬2.5?3.0、铌0.05?0.10、镝0.1?0.15、钛0.2?0.5、铝0.1?0.15、铜0.07?0.09、硼0.15?0.19、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:陶国斌何玉平史承海晏绍斌屠明安
申请(专利权)人:马鞍山市方圆材料工程有限公司
类型:发明
国别省市:

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