一種高速鋼軋輥及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高速鋼軋輥及其制備方法，屬于軋鋼【技術領域】。具體地，本發(fā)明高速鋼軋輥，其化學組成成分以質(zhì)量百分比表示為：鎢2.00-3.20、鉻3.00-2.00、碳1.00-1.20、硅0.60-1.00、鉬0.50-0.80、釩0.20-0.60、硼0.20-0.60、銀0.20-0.60、氮0.05-0.10、銅0.20-0.60、稀土0.08-0.16、鎂0.04-0.10、鈦0.04-0.10、鉀0.10-0.20、鈉0.08-0.16、碲0.02-0.04、鉍0.02-0.04，余量為鐵和不可避免且含量在0.01以下的微量雜質(zhì)。本發(fā)明高速鋼軋輥材料軋輥輥面宏觀硬度有了質(zhì)的飛躍，無論其抗拉強度，還是其沖擊韌性，與現(xiàn)有技術相比都有了很大的提高和改善。
【專利說明】一種高速鋼軋輥及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于軋鋼【技術領域】，具體涉及一種高速鋼軋輥及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 高速鋼是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的工具鋼，又稱高速工具鋼或鋒 鋼，俗稱白鋼。它是一種成分復雜的合金鋼，含有鎢、鑰、鉻、釩、鈷等碳化物形成元素。合金 元素總量達10?25%左右。它在高速切削產(chǎn)生高熱情況下（約500°C )仍能保持高的硬 度，HRC能在60以上。這就是高速鋼最主要的特性--紅硬性。而碳素工具鋼經(jīng)淬火和低 溫回火后，在室溫下雖有很高的硬度，但當溫度高于200°C時，硬度便急劇下降，在500°C硬 度已降到與退火狀態(tài)相似的程度，完全喪失了切削金屬的能力，這就限制了碳素工具鋼制 作切削工具用。而高速鋼由于紅硬性好，彌補了碳素工具鋼的致命缺點，可以用來制造切削 工具。
[0003] 高速鋼的熱處理工藝較為復雜，必須經(jīng)過淬火、回火等一系列過程。淬火時由于它 的導熱性差一般分兩階段進行。先在800?850°C預熱（以免引起大的熱應力），然后迅速 加熱到淬火溫度1190?1290°C (不同牌號實際使用時溫度有區(qū)別)，后油冷或空冷或充氣 體冷卻。工廠均采用鹽爐加熱，現(xiàn)真空爐使用也相當廣泛。淬火后因內(nèi)部組織還保留一部 分（約30%)殘余奧氏體沒有轉變成馬氏體，影響了高速鋼的性能。為使殘余奧氏體轉變， 進一步提高硬度和耐磨性，一般要進行2?3次回火，回火溫度560°C，每次保溫1小時。
[0004] 申請?zhí)枺?00410024855. 4公開了一種使高釩高鈷高速鋼獲得超塑性性能的方法： 選擇母合金料，采用噴射成形工藝，獲得高釩高鈷高速鋼塊體；再大壓下量熱軋，熱軋溫 度950?1KKTC，每道次壓下量為50?80%;控制冷卻。
[0005] 申請?zhí)枺?00510003113. 8公開了一種低成本的高速鋼，它以C、Cr、Si、Mn、W為主 加合金元素，再添加少量Mo、V、Al組成；本產(chǎn)品具有高強韌性、高硬度，并具有高的紅硬 性，熱加工性能優(yōu)異、成材率高、不易淬火開裂等特點。
[0006] 申請?zhí)枺?00510009673. 4公開了一種無 Co超硬型高速鋼，它的重量比組成為： 碳 1. 00-1. 20、鎢 6. 50-7. 50、鑰 3. 50-5. 00、鉻 3. 50-4. 50、釩 1. 60-2. 20、硅 0· 60-1. 20、錳 0. 20-0. 60、氮0. 04-0. 10和余量的鐵。本發(fā)明產(chǎn)品中不含Co,而性能水平近于和達到含Co 高速鋼。
[0007] 高速鋼軋輥是問世時間最短、發(fā)展最快且應用前景最廣的熱軋輥材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種超硬、高強韌性、高耐磨性高速鋼軋輥及其制備方法。
[0009] 本發(fā)明是在現(xiàn)有技術的基礎上，對現(xiàn)有的高速鋼軋輥的化學成分進行研究，意外 制的了一種超硬、高強韌性、高耐磨性高速鋼軋輥。
[0010] 具體地，本發(fā)明的目的主要通過以下措施來實現(xiàn)： 一種高速鋼軋輥，其化學組成成分以質(zhì)量百分比表示為：鎢2. 00-3. 20、鉻3. 00-2. 00、 碳 1· 00-1. 20、硅 0· 60-1. 00、鑰 0· 50-0. 80、釩 0· 20-0. 60、硼 0· 20-0. 60、銀 0· 20-0. 60、氮 0· 05-0. 10、銅 0· 20-0. 60、稀土 0· 08-0. 16、鎂 0· 04-0. 10、鈦 0· 04-0. 10、鉀 0· 10-0. 20、鈉 0. 08-0. 16、碲0. 02-0. 04、鉍0. 02-0. 04,余量為鐵和不可避免且含量在0. 01以下的微量雜 質(zhì)。
[0011] 作為優(yōu)選，本發(fā)明高速鋼軋輥，其化學組成成分以質(zhì)量百分比表示為：鎢3. 00、鉻 2. 80、碳 L 10、硅(λ 80、鑰(λ 65、釩(λ 48、硼(λ 36、銀(λ 42、氮(λ 07、銅(λ 32、稀土 (λ 12、鎂 0. 05、鈦0. 06、鉀0. 12、鈉0. 10、碲0. 02、鉍0. 03,余量為鐵和不可避免且含量在0. 01以下 的微量雜質(zhì)。
[0012] 本發(fā)明高速鋼軋輥，具體制備方法，包含以下步驟： 1)將廢鋼、增碳劑、鉻鐵、銅板、鎢鐵和鑰鐵混合加熱熔化，鋼水熔清后加入硅鐵，升溫 至1500-155(TC時，加入銀和含氮鉻鐵，然后依次加入釩鐵、硼鐵和鈦鐵，爐前調(diào)整成分合格 后，將鋼水溫度升至1580°C左右，扒渣后出爐。
[0013] 2)將鉍鐵、碲化銅中間合金、碳酸鉀、碳酸鉀和稀土鎂合金破碎至粒度小于8mm 的小塊，經(jīng)120-140°C烘干至恒重后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進行復合變質(zhì)處 理。
[0014] 3)將鋼水在鑄型中澆注成軋輥，鋼水澆注溫度1450-1500°C。
[0015] 4)軋輥降溫至500-600°C，保溫12-24小時，然后冷卻至150-200°C，空冷至室溫。
[0016] 5)精加工。 其中 步驟1中所述的增碳劑為：增碳生鐵、電極粉、石油焦粉、木炭粉和焦炭粉中的一種或 多種，優(yōu)選為人造石墨。
[0017] 步驟2中所述的稀土鎂合金中的具體稀土元素是鑭、釓、鈰、釹、釔中的一種或多 種，優(yōu)選為釓和鈰，其中釓和鈰的質(zhì)量比為1 :1。
[0018] 優(yōu)選地，本發(fā)明高速鋼軋輥，具體制備方法，包含以下步驟： 1)將廢鋼、人造石墨、鉻鐵、銅板、鎢鐵和鑰鐵混合加熱熔化，鋼水熔清后加入硅鐵，升 溫至1548°C時，加入銀和含氮鉻鐵，然后依次加入釩鐵、硼鐵和鈦鐵，爐前調(diào)整成分合格后， 將鋼水溫度升至1580°C，扒渣后出爐。
[0019] 2)將鉍鐵、碲化銅中間合金、碳酸鉀、碳酸鉀和稀土鎂合金破碎至粒度小于8mm 的小塊，經(jīng)120°C烘干至恒重后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進行復合變質(zhì)處理。
[0020] 3)將鋼水在鑄型中澆注成軋輥，鋼水澆注溫度1470°C。
[0021] 4)軋輥降溫至520°C，保溫16小時，然后冷卻至180°C，空冷至室溫。
[0022] 5)精加工。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點： 1)本發(fā)明高速鋼軋輥材料中，貴重合金元素的加入量少，成本明顯下降。
[0023] 2)本發(fā)明高速鋼軋輥材料通過對各種元素百分比的調(diào)整，意外的發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明材 料無需進行高溫硬化淬火處理，只進行消除應力和穩(wěn)定組織的回火熱處理，可以明顯降低 軋輥熱處理能耗和縮短軋輥生產(chǎn)周期。
[0024] 3)本發(fā)明高速鋼軋輥材料通過對各種元素百分比的調(diào)整，意外的發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明 百分含量配比下，鈉鉀含量的提高，使得軋輥材料強度和韌性明顯提高，乳輥輥面宏觀硬度 有了質(zhì)的飛躍，高達90HSD以上，無論其抗拉強度，還是其沖擊韌性，與現(xiàn)有技術相比都有 了很大的提商和改善。

【具體實施方式】
[0025] 本發(fā)明現(xiàn)通過實施例來說明本發(fā)明的詳細工藝設備和工藝流程，但本發(fā)明并不局 限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝 流程才能實施。所屬【技術領域】的技術人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明產(chǎn)品各 原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開 范圍之內(nèi)。
[0026] 實施例1 用750公斤中頻感應電爐熔煉本發(fā)明高速鋼軋輥材料，具體制備工藝步驟如下： 1)將廢鋼、增碳劑、鉻鐵、銅板、鎢鐵和鑰鐵混合加熱熔化，鋼水熔清后加入硅鐵，升溫 至1548°C時，加入銀和含氮鉻鐵，然后依次加入釩鐵、硼鐵和鈦鐵，爐前調(diào)整成分合格后，將 鋼水溫度升至1580°C，扒渣后出爐。
[0027] 2)將鉍鐵、碲化銅中間合金、碳酸鉀、碳酸鉀和稀土鎂合金(具體稀土元素是鑭） 破碎至粒度小于8_的小塊，經(jīng)120°C烘干至恒重后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水 進行復合變質(zhì)處理。
[0028] 3)將鋼水在鑄型中澆注成軋輥，鋼水澆注溫度1470°C。
[0029] 4)軋輥降溫至520°C，保溫16小時，然后冷卻至180°C，空冷至室溫。
[0030] 5)精加工。
[0031] 乳棍材料的化學成分見表1 實施例2 用500公斤中頻感應電爐熔煉本發(fā)明高速鋼軋輥材料，具體制備工藝步驟如下： 1)將廢鋼、增碳劑、鉻鐵、銅板、鎢鐵和鑰鐵混合加熱熔化，鋼水熔清后加入硅鐵，升溫 至1548°C時，加入銀和含氮鉻鐵，然后依次加入釩鐵、硼鐵和鈦鐵，爐前調(diào)整成分合格后，將 鋼水溫度升至1580°C，扒渣后出爐。
[0032] 2)將鉍鐵、碲化銅中間合金、碳酸鉀、碳酸鉀和稀土鎂合金(具體稀土元素是釓和 鋪)破碎至粒度小于8mm的小塊，經(jīng)120°C烘干至恒重后，置于燒包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼 水進行復合變質(zhì)處理。
[0033] 3)將鋼水在鑄型中澆注成軋輥，鋼水澆注溫度1470°C。
[0034] 4)軋輥降溫至520°C，保溫16小時，然后冷卻至180°C，空冷至室溫。
[0035] 5)精加工。 乳棍材料的化學成分見表1 實施例3 用1000公斤中頻感應電爐熔煉本發(fā)明高速鋼軋輥材料，具體制備工藝步驟如下： 1)將廢鋼、增碳劑、鉻鐵、銅板、鎢鐵和鑰鐵混合加熱熔化，鋼水熔清后加入硅鐵，升溫 至1540°C時，加入銀和含氮鉻鐵，然后依次加入釩鐵、硼鐵和鈦鐵，爐前調(diào)整成分合格后，將 鋼水溫度升至1580°C，扒渣后出爐。
[0036] 2)將鉍鐵、碲化銅中間合金、碳酸鉀、碳酸鉀和稀土鎂合金(具體稀土元素是鈰）
【權利要求】
1. 一種高速鋼軋輥，其特征在于該高速鋼軋輥，由下列組份組成(其化學組成成分 以質(zhì)量百分比表示為）：鎢2. 00-3. 20、鉻3. 00-2. 00、碳1. 00-1. 20、硅0· 60-1. 00、鑰 0· 50-0. 80、釩 0· 20-0. 60、硼 0· 20-0. 60、銀 0· 20-0. 60、氮 0· 05-0. 10、銅 0· 20-0. 60、稀 土 0· 08-0. 16、鎂 0· 04-0. 10、鈦 0· 04-0. 10、鉀 0· 10-0. 20、鈉 0· 08-0. 16、碲 0· 02-0. 04、鉍 0. 02-0. 04,余量為鐵和不可避免且含量在0. 01以下的微量雜質(zhì)。
2. 如權利要求1所述一種高速鋼軋輥，作為優(yōu)選，由下列組份組成(其化學組成成分以 質(zhì)量百分比表示為）:鎢3. 00、鉻2. 80、碳1. 10、硅0. 80、鑰0. 65、釩0. 48、硼0. 36、銀0. 42、 氮 0. 07、銅 0. 32、稀土 0. 12、鎂 0. 05、鈦 0. 06、鉀 0. 12、鈉 0. 10、碲 0. 02、鉍 0. 03,余量為鐵 和不可避免且含量在0.01以下的微量雜質(zhì)。
3. -種高速鋼軋輥，其特征在于其制備方法，包含以下步驟： 1)將廢鋼、增碳劑、鉻鐵、銅板、鎢鐵和鑰鐵混合加熱熔化，鋼水熔清后加入硅鐵，升溫 至1500-155(TC時，加入銀和含氮鉻鐵，然后依次加入釩鐵、硼鐵和鈦鐵，爐前調(diào)整成分合格 后，將鋼水溫度升至1580°C左右，扒渣后出爐； 2) 將鉍鐵、碲化銅中間合金、碳酸鉀、碳酸鉀和稀土鎂合金破碎至粒度小于8mm的小 塊，經(jīng)120-140°C烘干至恒重后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進行復合變質(zhì)處理； 3) 將鋼水在鑄型中澆注成軋輥，鋼水澆注溫度1450-1500°C ; 4) 軋輥降溫至500-600°C，保溫12-24小時，然后冷卻至150-200°C，空冷至室溫； 5) 精加工。
4. 如權利要求3所述的增碳劑為：增碳生鐵、電極粉、石油焦粉、木炭粉或焦炭粉中的 一種或多種。
5. 如權利要求3所述的增碳劑優(yōu)選為人造石墨。
6. 如權利要求3所述的稀土鎂合金中的具體稀土元素是鑭、釓、鈰、釹、釔中的一種或 多種。
7. 如權利要求3所述的稀土鎂合金中的具體稀土元素優(yōu)選為釓和鈰。
8. 如權利要求7所述的稀土鎂合金中的具體稀土元素釓和鈰的質(zhì)量比為1 :1。
9. 如權利要求3所述的一種高速鋼軋棍，其特征在于其制備方法，優(yōu)選地，包含以下步 驟： 1) 將廢鋼、人造石墨、鉻鐵、銅板、鎢鐵和鑰鐵混合加熱熔化，鋼水熔清后加入硅鐵，升 溫至1548°C時，加入銀和含氮鉻鐵，然后依次加入釩鐵、硼鐵和鈦鐵，爐前調(diào)整成分合格后， 將鋼水溫度升至1580°C，扒渣后出爐； 2) 將鉍鐵、碲化銅中間合金、碳酸鉀、碳酸鉀和稀土鎂合金破碎至粒度小于8mm的小 塊，經(jīng)120°C烘干至恒重后，置于澆包底部，用包內(nèi)沖入法對鋼水進行復合變質(zhì)處理； 3) 將鋼水在鑄型中澆注成軋輥，鋼水澆注溫度1470°C ; 4) 軋輥降溫至520°C，保溫16小時，然后冷卻至180°C，空冷至室溫； 5) 精加工。
【文檔編號】C22C38/60GK104087874SQ201410373475
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權日:2014年8月1日
【發(fā)明者】鄭加彬, 吳慶龍 申請人:臨沂格凌精密機械制造有限公司