一種線材機(jī)軋輥用含稀土合金鋼材料及其制備方法
【專利摘要】一種線材機(jī)軋輥用含稀土合金鋼材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0.8-0.9、鎢1.5-2、鉬1.5-2.5、釩1.0-2.0、鉻3.5-4.5、鈮0.05-0.10、鑭0.05-0.10、鈰0.05-0.10、鈦0.03-0.05、鎢?0.06-0.08、P≤0.030、S≤0.030、余量為鐵。本發(fā)明提供的合金鋼具有耐高溫、紅硬高、防高溫開裂的性能，由于添加了稀土元素，使得合金鋼剛度高，抗疲勞性好，表面耐磨性好，抗剝落性好，適合用于制作支承輥，由于合金元素較低，成本較低。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，明顯提高成品率，不會(huì)在鑄件表面產(chǎn)生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低。
【專利說明】一種線材機(jī)軋輥用含稀土合金鋼材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軋輥【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種線材機(jī)軋輥用含稀土合金鋼材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軋輥是線材機(jī)的中心部件，對(duì)釓件進(jìn)行釓制加工，使金屬產(chǎn)生塑性變形的主要工具。軋輥工作載荷大，承受很大的釓制壓力和扭轉(zhuǎn)力矩，并有很強(qiáng)的沖擊載荷和很大的慣性力；另外，軋輥的工作環(huán)境嚴(yán)酷，要承受很高的溫度，又有冷卻水，是在冷熱交加下工作，磨損嚴(yán)重。
[0003]高碳高鉻鑄鋼，普通鋼和硬質(zhì)合金等幾種類型。高碳高鉻鑄鋼由于有一定的耐磨性，而且價(jià)格便宜，因此得到廣泛的應(yīng)用，高碳高鉻輥輪用鋼常用的材料有13Crl3WMoV和18Cr20WMoV。由于這兩種鋼硬度和耐磨性主要依靠鉻的碳化物Cr7C3和Cr23C6,熱穩(wěn)定性較差，一般在450°C以上開始聚集長大而逐漸軟化。在550°C時(shí)，硬度要降至HRC50以下。而線材輥輪在運(yùn)行下的溫度可達(dá)到550°C左右，這就使輥輪使用壽命明顯降低。普通鋼的二次硬化溫度在550°C左右，硬度維持在HRC62飛4，可顯著地提高輥輪的使用壽命；硬質(zhì)合金也有很好的高溫硬度和耐磨性。但由于普通鋼和硬質(zhì)合金的制造成本太高，在高線輥輪材料的使用上受到限制。因此研究性能優(yōu)異，成本更加低廉的軋輥材料就顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種線材機(jī)軋輥用含稀土合金鋼材料及其制備方法，該合金材料具有耐磨性好、良好的抗熱裂性能、耐高溫的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種線材機(jī)軋輥用含稀土合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 0.8-0.9、鎢 1.5-2、鑰 1.5-2.5、釩 1.0-2.0、鉻 3.5-4.5、鈮 0.05-0.10、鑭
0.05-0.10、鈰 0.05-0.10、鈦 0.03-0.05、鎢 0.06-0.08、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量為鐵。
[0006]所述的線材機(jī)軋輥用含稀土合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:0.5-1.5比例作為鐵基質(zhì)來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(1)釩、鉻、鈰；(2)鎢、鈮、鑭；
(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。
[0007]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以200-210°C /小時(shí)速率升溫至670_680°C，保溫40-50分鐘，再以220-230 °C /小時(shí)速率升溫至930-940 V，保溫4_5小時(shí)；再以170-180°C /小時(shí)速率降溫至670-680°C，保溫50-60分鐘；再以180_190°C /小時(shí)速率降溫至220-230°C，保溫3-4小時(shí)；再以100-110°C /小時(shí)速率升溫至330_350°C，保溫40-50分鐘，再以100-110°C /小時(shí)速率升溫至540-550°C，保溫3_4小時(shí)，取出空冷即得。[0008]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉3-5、粘土 10-12、氟硅酸鈉3-4、碳酸鈉2-3、四硼酸鈉1-2、秸桿灰燼4-5、鉀長石36-40、玉石粉3_4、白土 6_8、白云石粉3-4 ;制備方法是將各原料混合，加熱至2600-290(TC至熔融狀態(tài)，攪拌10-15分鐘，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末，用水洗滌數(shù)次，烘干即得。
[0009]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明提供的合金鋼具有耐高溫、紅硬高、防高溫開裂的性能，由于添加了稀土元素，使得合金鋼剛度高，抗疲勞性好，表面耐磨性好，抗剝落性好，適合用于制作支承輥，由于合金元素較低，成本較低。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，明顯提高成品率，特別是鑄件中的氣孔度降低1-2度，不會(huì)在鑄件表面產(chǎn)生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低，氧化夾雜物在2級(jí)左右。
【具體實(shí)施方式】
[0010]一種線材機(jī)軋輥用含稀土合金鋼材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為-M 0.8-0.9、鎢 1.5-2、鑰 1.5-2.5、釩 1.0-2.0、鉻 3.5-4.5、鈮 0.05-0.10、鑭 0.05-0.10、鈰 0.05-0.10、鈦 0.03-0.05、鎢 0.06-0.08、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量為鐵。
[0011]所述的線材機(jī)軋輥用含稀土合金鋼材料的生產(chǎn)方法如下:
(1)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:1比例作為鐵基質(zhì)來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(1)釩、鉻、鈰；(2)鎢、鈮、鑭；
(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為23分鐘，投料后攪拌均勻。
[0012]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以205°C /小時(shí)速率升溫至675°C，保溫45分鐘，再以225°C /小時(shí)速率升溫至935°C，保溫4.5小時(shí)；再以175°C /小時(shí)速率降溫至675°C，保溫55分鐘；再以185°C /小時(shí)速率降溫至225°C，保溫3.5小時(shí)；再以105°C /小時(shí)速率升溫至340 V，保溫45分鐘，再以105 °C /小時(shí)速率升溫至545 V，保溫3.5小時(shí)，取出空冷即得。
[0013]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:工具鋼粉3、粘土 10、氟硅酸鈉4、碳酸鈉2、四硼酸鈉1、秸桿灰燼4、鉀長石36、玉石粉3、白土 6、白云石粉3 ;制備方法是將各原料混合，加熱至2600-2900°C至熔融狀態(tài)，攪拌10-15分鐘，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末，用水洗滌數(shù)次，烘干即得。
[0014]本發(fā)明線材機(jī)軋輥用含稀土合金鋼材料的機(jī)械性能為:拉伸強(qiáng)度1280MPa，屈服強(qiáng)度925MPa，延伸率14 %，斷面收縮率30 %，沖擊吸收功61J，沖擊韌性62J/cm2，硬度288HB。
【權(quán)利要求】
1.一種線材機(jī)軋輥用含稀土合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 0.8-0.9、鎢 1.5-2、鑰 1.5-2.5、釩 1.0-2.0、鉻 3.5-4.5、鈮 0.05-0.10、鑭0.05-0.10、鈰 0.05-0.10、鈦 0.03-0.05、鎢 0.06-0.08、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量為鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線材機(jī)軋輥用含稀土合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:0.5-1.5比例作為鐵基質(zhì)來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(1)釩、鉻、鈰；(2)鎢、鈮、鑭；(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線材機(jī)軋輥用含稀土合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以200-210°C /小時(shí)速率升溫至670-680°C，保溫40-50分鐘，再以220-230°C /小時(shí)速率升溫至930-940°C，保溫4_5小時(shí)；再以170_180°C /小時(shí)速率降溫至670-680°C，保溫50-60分鐘；再以180_190°C /小時(shí)速率降溫至220_230°C，保溫3-4小時(shí)；再以100-110°C/小時(shí)速率升溫至330-350°C，保溫40-50分鐘，再以100-110°C /小時(shí)速率升溫至540-550°C，保溫3-4小時(shí)，取出空冷即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線材機(jī)軋輥用含稀土合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉3-5、粘土 10-12、氟娃酸鈉3-4、碳酸鈉2-3、四硼酸鈉1-2、秸桿灰燼4-5、鉀長石36-40、玉石粉3-4、白土 6-8、白云石粉3-4 ;制備方法是將各原料混合，加熱至2600-290(TC至熔融狀態(tài)，攪拌10-15分鐘，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100- 200目粉末，用水洗滌數(shù)次，烘干即得。
【文檔編號(hào)】C22C33/04GK103741036SQ201310700015
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】陶國斌, 何玉平, 史承海, 晏紹斌, 屠明安 申請(qǐng)人:馬鞍山市方圓材料工程有限公司