一種軋機(jī)導(dǎo)輥及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軋機(jī)導(dǎo)輥及其制備方法，應(yīng)用于軋機(jī)導(dǎo)輥的制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)輥是在型鋼軋制過(guò)程中，使軋鋼件發(fā)生塑性變形的的部件，主要承受軋制時(shí)的動(dòng)靜載荷，磨損，乳機(jī)導(dǎo)輥因其長(zhǎng)期工作在高溫環(huán)境下且又承受激熱激冷的沖擊，使得導(dǎo)輥的使用壽命短、消耗量大、更換頻繁，并已成為目前制約鋼材生產(chǎn)的瓶頸之一。
[0003]目前，乳機(jī)導(dǎo)輥大多采用奧氏體耐熱鋼制作而成，該材質(zhì)具有較好的高溫穩(wěn)定性和韌性，但是其高溫耐磨性差，致使產(chǎn)品磨損嚴(yán)重，使用壽命短，而且現(xiàn)有的軋機(jī)導(dǎo)輥的制備方法也比較復(fù)雜，制備出的軋機(jī)導(dǎo)輥壽命也比較短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種軋機(jī)導(dǎo)輥及其制備方法，以解決傳統(tǒng)軋機(jī)導(dǎo)輥在服役時(shí)磨損嚴(yán)重、壽命短、替換頻繁等問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案。
[0006]一種軋機(jī)導(dǎo)輥，其特點(diǎn)是，該軋機(jī)導(dǎo)輥的各組分按質(zhì)量百分比的構(gòu)成為:C:2.5?2.8%，Cr:15?17%，余量為Fe，且Cr和C之間的質(zhì)量百分比的比例為:Cr/C=5?7。
[0007]本發(fā)明所述的的一種軋機(jī)導(dǎo)輥還具有以下技術(shù)特點(diǎn)。
[0008]該軋機(jī)導(dǎo)輥還包含了 Si和Mn，Si和Mn所占的質(zhì)量百分比分別為:S1:1.2?2.0%，Mn:0.8 ?1.0%。
[0009]該軋機(jī)導(dǎo)輥還包含了 Mo和V ; Mo和V所占的質(zhì)量百分比分別為:Mo:2?3%、V:0.5 ?1.0%。
[0010]本發(fā)明所述的軋機(jī)導(dǎo)輥的制備步驟如下:
步驟一:配料及裝料:將廢鋼、鐵肩、生鐵、鑰鐵、絡(luò)鐵、猛鐵、娃鐵、I凡鐵按以下化學(xué)成分的質(zhì)量百分比進(jìn)行原材料的配料:c:2.5?2.8%，Cr:15?17%，S1:1.2?2.0%，Mn:
0.8?1.0%，Mo:2?3%、V:0.5?1.0%，P彡0.03%，S彡0.03%，爐料的平均含碳量按規(guī)格成分的下限配入，且原材料表面應(yīng)無(wú)油污、無(wú)粘砂雜物、無(wú)可剝落的氧化皮，將廢鋼、鐵肩、生鐵、鉬鐵、鉻鐵、釩鐵在裝料時(shí)加入感應(yīng)電爐，將錳鐵、硅鐵在熔煉過(guò)程中加入感應(yīng)電爐；步驟二:合金熔煉:開(kāi)始通電時(shí)，先供給60%左右的功率，待電流沖擊停止后將功率逐步加大至最大值，下部爐料熔化后注意搗料，防止搭棚，并不斷加料以保持爐料緊實(shí)，70%-80%爐料熔化后，加入1.2%的造渣材料造渣覆蓋鋼液，先裝的95%爐料熔清時(shí)，取樣進(jìn)行全分析，并將其余5%的爐料加入爐內(nèi)，渣料化清后，往爐渣面上加脫氧劑進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，同時(shí)，根據(jù)化學(xué)成分分析結(jié)果調(diào)整鋼液的化學(xué)成分，其中硅、錳含量在出鋼前10分鐘內(nèi)通過(guò)加入硅鐵、錳鐵進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)鋼水升溫至1560°C且圓杯試樣收縮良好時(shí)，拔出一半爐渣，插入0.2%的硅鈣進(jìn)一步脫氧，然后往渣面上撒一層石灰粉和鋁粉的脫氧劑，當(dāng)鋼液溫度達(dá)到1580°C以上時(shí)，除去全部爐渣，隨即加入0.07%的冰晶石粉并將鋁垂直插入爐底，然后攪拌鋼液，停電傾爐出鋼，獲得液態(tài)的高溫耐磨合金材料，即合金材料鋼液；
步驟三:精密鑄造:首先，用低溫蠟基模料制成導(dǎo)輥模型，用硅溶膠一水玻璃復(fù)合型殼制殼工藝制得導(dǎo)輥模型型殼，在硅溶膠一水玻璃復(fù)合模型殼制備過(guò)程中，在導(dǎo)輥模型上先進(jìn)行2-3層硅溶膠制殼，然后進(jìn)行3-4層水玻璃水玻璃制殼，自然干燥后進(jìn)行蒸汽脫蠟，得到導(dǎo)輥模型殼，然后，焙燒導(dǎo)輥型殼，焙燒溫度為900— 9500C，保溫時(shí)間為I小時(shí)，焙燒結(jié)束后，將配制的步驟二得到的合金材料鋼液倒入型殼內(nèi)進(jìn)行澆注，鐵水的出爐溫度為1600-1620°C，澆注溫度為1530-1540 °C，型殼溫度為450-550°C，澆注后，鑄件隨型殼冷卻至室溫，去除澆注系統(tǒng)后得到導(dǎo)輥；
步驟四:退火:將步驟三加工成的導(dǎo)輥由室溫以120-160 °C /小時(shí)的速度加熱至9300C -980°C并保溫2-4 h進(jìn)行軟化退火，隨后爐冷至室溫；
步驟五:粗加工:采用常規(guī)刀具對(duì)步驟四得到的導(dǎo)輥進(jìn)行切削加工；
步驟六:淬火處理:將切削加工后的導(dǎo)輥由室溫加熱至500-600 °C，保溫2h，再以180-2100C /小時(shí)的速度加熱至1000-1050°C，保溫2?3h，隨后風(fēng)冷至室溫；
步驟七:回火:將經(jīng)過(guò)淬火處理后的導(dǎo)輥由室溫以50°C -80°C /小時(shí)的速度加熱至2000C _230°C回火保溫2-3h，隨爐冷卻至室溫；
步驟八:精加工:將經(jīng)過(guò)回火處理后的導(dǎo)輥用硬質(zhì)合金刀具精加工成成品導(dǎo)輥。
[0011]進(jìn)一步的，所述的造渣材料為石灰粉、氟石粉，且按照質(zhì)量百分比:石灰粉:氟石粉=2:10
[0012]進(jìn)一步的，所述的脫氧劑為石灰粉、鋁粉，且按照質(zhì)量百分比:石灰粉:鋁粉=1:2。
[0013]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
本發(fā)明的軋機(jī)導(dǎo)輥及其制備方法，通過(guò)調(diào)整碳、鉻等合金元素的質(zhì)量百分比，其組分為:C:2.5 ?2.8%，Cr: 15 ?17%，S1: 1.2 ?2.0%，Mn:0.8 ?1.0%，Mo:2 ?3%、V:0.5 ?
1.0%，P彡0.03%，S彡0.03%，當(dāng)Cr/C大于4時(shí)則穩(wěn)定獲得高溫耐磨性能高的(Cr, Fe) 7C3(HV1200?1800);同時(shí)加入合金元素Mo和V，可以提高淬透性，并且使碳化物細(xì)小且均勻分布O
[0014]本發(fā)明制備的軋機(jī)導(dǎo)輥具有很高的硬度和優(yōu)良的沖擊性能，其耐磨性比較高，其中存在的大量鉻元素與碳化合生成的碳化物(Cr，F(xiàn)e)7C3，其硬度可高達(dá)HV1300?1800，因此，調(diào)整碳含量可以使導(dǎo)輥材料的硬度達(dá)到HRC58?60，它不僅硬度高，而且加入了 1.2?
2.0%的硅，能與鉻形成致密的氧化層保護(hù)膜，具備了良好的抗高溫氧化性能，而且加入的C、Cr、V和Mo能較好地提高合金的淬透性，其中V還能細(xì)化晶粒生成熔點(diǎn)高，硬度高的VC碳化物，使熱處理后的導(dǎo)輥具有更高的高溫耐磨性和高溫?zé)釓?qiáng)性。
[0015]本發(fā)明的軋機(jī)導(dǎo)輥及其制備方法，具有可提高軋機(jī)導(dǎo)輥的高溫耐磨性、高溫?zé)釓?qiáng)性和熱穩(wěn)定性能、使得軋機(jī)導(dǎo)輥的使用壽命提高了 3?4倍等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]一種軋機(jī)導(dǎo)輥，其特點(diǎn)是，該軋機(jī)導(dǎo)輥的各組分按質(zhì)量百分比的構(gòu)成為:C:2.5?
2.8%，Cr:15?17%，余量為Fe，且Cr和C之間的質(zhì)量百分比的比例為:Cr/C=5?7。
[0017]本發(fā)明所述的的一種軋機(jī)導(dǎo)輥還具有以下技術(shù)特點(diǎn)。
[0018]該軋機(jī)導(dǎo)輥還包含了 Si和Mn，Si和Mn所占的質(zhì)量百分比分別為:S1:1.2?2.0%，Mn:0.8 ?1.0%。
[0019]該軋機(jī)導(dǎo)輥還包含了 Mo和V ; Mo和V所占的質(zhì)量百分比分別為:Mo:2?3%、V:0.5 ?1.0%。
[0020]本發(fā)明所述的軋機(jī)導(dǎo)輥的制備步驟如下:
步驟一:配料及裝料:將廢鋼、鐵肩、生鐵、鑰鐵、絡(luò)鐵、猛鐵、娃鐵、I凡鐵按以下化學(xué)成分的質(zhì)量百分比進(jìn)行原材料的配料:C:2.5?2.8%，Cr:15?17%，S1:1.2?2.0%，Mn:0.8?1.0%，Mo:2?3%、V:0.5?1.0%，P彡0.03%，S彡0.03%，爐料的平均含碳量按規(guī)格成分的下限配入，且原材料表面應(yīng)無(wú)油污、無(wú)粘砂雜物、無(wú)可剝落的氧化皮，將廢鋼、鐵肩、生鐵、鉬鐵、鉻鐵、釩鐵在裝料時(shí)加入感應(yīng)電爐，將錳鐵、硅鐵在熔煉過(guò)程中加入感應(yīng)電爐；步驟二:合金熔煉:開(kāi)始通電時(shí)，先供給60%左右的功率，待電流沖擊停止后將功率逐步加大至最大值，下部爐料熔化后注意搗料，防止搭棚，并不斷加料以保持爐料緊實(shí)，70%-80%爐料熔化后，加入1.2%的造渣材料造渣覆蓋鋼液，先裝的95%爐料熔清時(shí)，取樣進(jìn)行全分析，并將其余5%的爐料加入爐內(nèi)，渣料化清后，往爐渣面上加脫氧劑進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，同時(shí)，根據(jù)化學(xué)成分分析結(jié)果調(diào)整鋼液的化學(xué)成分，其中硅、錳含量在出鋼前10分鐘內(nèi)通過(guò)加入硅鐵、錳鐵進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)鋼水升溫至1560°C且圓杯試樣收縮良好時(shí)，拔出一半爐渣，插入0.2%的硅鈣進(jìn)一步脫氧，然后往渣面上撒一層石灰粉和鋁粉的脫氧劑，當(dāng)鋼液溫度達(dá)到1580°C以上時(shí)，除去全部爐渣，隨即加入0.