CN101864546A - 一种高耐热耐磨合金轧辊 - Google Patents

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本发明公开了一种高耐热耐磨合金轧辊,所含的各种成分及其重量百分比如下所示:C为0.5%~3.5%;Si为≤2.0%;Mn为≤2.0%;P为≤0.08%;S为≤0.20%;Cu为≤0.25%;As为≤0.10%;Cr为0.3%~5.0%;Ni为≤20.0%;Mo为8.0%~20.0%;余量为Fe。该高耐热耐磨合金轧辊通过以Cr、Ni、Mo作为主要固溶元素解决了以前铸造冶金轧辊耐磨性及耐热性差、使用寿命偏低的问题。

Description

一种高耐热耐磨合金轧辊
技术领域
[0001] 本发明属于合金材料制造技术领域,具体涉及一种高耐热耐磨合金轧辊。 背景技术
[0002] 目前,国内铸钢轧辊的典型化学成分有如下几种:
[0003]
[0004] 国内铸钢轧辊的传统生产工艺采用工、中频炉或电炉冶炼+辊身冷型挂砂+底注 +正火回火热处理,主要用于普通型钢轧机、棒线材轧机等使用的轧辊。为了强化合金铸钢 轧辊的辊身性能,以获得良好的辊身工作层铸造组织,大部分由冷型挂砂改为冷型喷涂料, 冒口补缩采用电加热工艺,随着轧辊合金化程度的提高,轧辊热处理增加了高温扩散和球 化等工艺手段。
[0005] 然而,采用现有的配方和工艺所生产的轧辊存在着耐热耐磨性能差,寿命短等问 题。为了解决现有技术中的上述不足,本发明提供了一种新的解决方案。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题是:如何提供一种高耐热耐磨合金轧辊,该合金轧辊 所采用的合金配方制成的铸造轧辊可以广泛用作热轧轧辊、冷轧轧辊等,同时还可以用作 导卫、锤头、辊环及输送管等的制作,可使其使用寿命较传统材质提高3〜4倍,从而使的生 产线的生产效率大幅提高。
[0007] 为达到上述发明目的,本发明所采用的技术方案为:提供一种高耐热耐磨合金轧 辊,其特征在于:所述高耐热耐磨合金轧辊所含的各种成分及其重量百分比如下所示:
[0008] C 为 0. 5%~ 3. 5%;Si 为彡 2. 0%;Mn 为彡 2. 0%;P 为彡 0. 08%;S 为彡 0. 20%;Cu 为彡 0. 25% ;As 为彡 0. 10% ;Cr 为 0. 3%〜5. 0% ;Ni 为彡 20. 0% ;Mo 为 8. 0%〜20. 0% ;
余量为Fe。
[0009] 上述的高耐热耐磨合金轧辊的配方的优选方案之一为:
[0010] C 为 1. 5%〜3. 5% ;Si 为彡 2. 0% ;Mn 为彡 2. 0% ;P 为彡 0. 08% ;S 为彡 0. 20% ; Cu 为彡 0. 25%;As 为彡 0. 10% ;Cr 为 0. 3%〜5. 0% ;Ni 为 0. 2%〜20. 0% ;Mo 为 8. 0%〜 10.0% ;余量为Fe。
[0011] 上述的高耐热耐磨合金轧辊的配方的优选方案之二为:
[0012] C 为 0. 5%〜3. 5% ;Si 为 0. 5%〜2. 0% ;Mn 为 0. 2%〜2. 0% ;P 为彡 0. 08% ;S 为彡 0. 20% ;Cu 为彡 0. 25% ;As 为彡 0. 10% ;Cr 为 0. 3%〜5. 0% ;Ni 为 0. 2%〜20. 0% ; Mo为8. 0%〜20. 0% ;余量为Fe。
3[0013] 上述的高耐热耐磨合金轧辊的配方的优选方案之三为:
[0014] C 为 0. 5%〜1. 5% ;Si 为彡 2. 0% ;Mn 为彡 1. 0% ;P 为彡 0. 08% ;S 为彡 0. 20% ; Cu 为彡 0. 25% ;As 为彡 0. 10% ;Cr 为 0. 3%〜5. 0% ;Mo 为 8. 0%〜20. 0% ;余量为 Fe。
[0015] 综上所述,本发明所提供的高耐热耐磨合金轧辊主要通过在其化学成分中大幅增 加了 Ni、Mo元素的含量,从而达到改善合金轧辊的耐热耐磨性能的目的,可使其使用寿命 较传统材质提高3〜4倍,从而使的生产线的生产效率大幅提高。该合金轧辊所采用的合 金配方制成的铸造轧辊可以广泛用作热轧轧辊、冷轧轧辊等,同时还可以用作导卫、锤头、 辊环及输送管等的制作。
具体实施方式
[0016] 下面结合实施例对本发明的具体实施方式做详细地描述:
[0017] 本发明所提供的高耐热耐磨合金轧辊所含的各种成分及其重量百分比如下所示: C 为 0. 5 % 〜3. 5 % ;Si 为彡 2. 0 % ;Mn 为彡 2. 0 % ;P 为彡 0. 08 % ;S 为彡 0. 20 % ;Cu 为 ^ 0. 25% ;As 为彡 0. 10% ;Cr 为 0. 3%〜5. 0% ;Ni 为彡 20. 0% ;Mo 为 8. 0%〜20. 0% ;
余量为Fe。
[0018] 上述的高耐热耐磨合金轧辊的配方的优选方案之一为:C为1. 5%〜3. 5% ;Si为 彡 2. 0% ;Mn 为彡 2. 0% ;P 为彡 0. 08% ;S 为彡 0. 20% ;Cu 为彡 0. 25% ;As 为彡 0. 10% ; Cr 为 0. 3%〜5. 0% ;Ni 为 0. 2%〜20. 0% ;Mo 为 8. 0%〜10. 0% ;余量为 Fe。
[0019] 上述的高耐热耐磨合金轧辊的配方的优选方案之二为:C为0. 5%〜3. 5% ;Si为 0. 5%〜2. 0% ;Mn 为 0. 2%〜2. 0% ;P 为彡 0. 08% ;S 为彡 0. 20% ;Cu 为彡 0. 25% ;As 为 彡 0. 10% ;Cr 为 0. 3%〜5. 0% ;Ni 为 0. 2%〜20. 0% ;Mo 为 8. 0%〜20. 0% ;余量为 Fe。
[0020] 上述的高耐热耐磨合金轧辊的配方的优选方案之三为:C为0. 5%〜1. 5% ;Si为 彡 2. 0% ;Mn 为彡 1. 0% ;P 为彡 0. 08% ;S 为彡 0. 20% ;Cu 为彡 0. 25% ;As 为彡 0. 10% ; Cr 为 0. 3%〜5. 0% ;Mo 为 8. 0%〜20. 0% ;余量为 Fe。
[0021] 采用上述配方进行轧辊制作时,需要注意:
[0022] A、熔炼
[0023] 铸钢轧辊因对钢水中P、S等杂质含量要求较严,对夹杂、气体含量要求较高,铸钢 轧辊的冶炼由电弧炉+LF钢包精炼(配备精料,电炉熔炼,炉前调整成分合格后,加入孕育 剂,钢水经静置和扒渣处理后,直接浇入铸型),或电弧炉+LF钢包精炼+电极棒浇注+电渣 熔铸,铸件经清砂和机械加工后进行淬火和回火处理,获得的铸钢件硬度高,韧性和耐磨性 好。
[0024] B、热处理
[0025] 高耐热耐磨合金轧辊首先要进行球化退火热处理,由于合金元素含量较高,球化 处理时加热温度需提高20°C〜30°C,保温时间较传统材质相应提高30%左右,其轧辊的切 削性能与普通铸钢轧辊相当,球化退火后球状珠光体组织可达3级,普通铸钢轧辊球化退 火后球状珠光体组织一般在2级。所以高耐热耐磨合金轧辊在最终热处理前较传统铸钢轧 辊具最优组织准备。高耐热耐磨合金轧辊最终热处理为淬火热处理+回火处理,淬火加热 温度1050°C,较普通铸钢轧辊淬火加热温度(一般在800°C〜880°C左右)高。
[0026] 实施例1 :
4[0027] 制作镍钼铸钢轧辊,其配方为:C为1. 5%~ 3. 5% ;Si为彡2. 0% ;Mn为彡2. 0% ; P 为彡 0. 08% ;S 为彡 0. 20% ;Cu 为彡 0. 25% ;As 为彡 0. 10% ;Cr 为 0. 3%〜5. 0% ;Ni 为 0. 2%〜20. 0% ;Mo 为 8. 0%〜10. 0% ;余量为 Fe。
[0028] 高镍高钼铸钢轧辊的主要特征是镍对奥氏体的稳定作用,在快速冷却下,避开了 共析转变,而主要发生了马氏体转变,部分发生了贝氏体转变。因此高镍高钼铸钢轧辊表层 金相组织为马氏体+贝氏体+网状莱氏体和碳化物,高镍高钼铸钢轧辊中的Fe3C在组织中 呈均勻网状分布,中心部位在慢冷的条件下,组织为珠光体(细珠光体)+片状石墨。钼部 分固溶在基体中,提高了钢的淬透性,同时可以细化基体组织,使轧辊具有较高的强度及韧 性。
[0029] 实施例2 :
[0030] 制作高钼铸钢轧辊所采用的配方为:C为0.5%〜1.5% ;Si为彡2.0% ;Mn为 彡 1. 0 % ;P 为彡 0. 08 % ;S 为彡 0. 20 % ;Cu 为彡 0. 25 % ;As 为彡 0. 10 % ;Cr 为 0. 3 % 〜 5. 0% ;Mo 为 8. 0%〜20. 0% ;余量为 Fe。
[0031] 钼能提高共析转变温度,推迟奥氏体转变的孕育期,使连续冷却曲线右移,钼强化 了奥氏体脱稳反应,有效地提高了马氏体转变点Ms,其中钼提高了轧辊耐热抗疲劳性能。
[0032] 采用上述配方所制得的高耐热耐磨合金轧辊与普通的铸钢轧辊的最终性能对比 如表1所示:
[0033] 表 1
[0034]
[0035] 从上表可得出高耐热耐磨合金轧辊具更细的组织,表层为马氏体+贝氏体组织, 淬火层深度较普通铸钢轧辊可提高50%,表面硬度平均高出10个单位。
[0036] 高耐热耐磨合金轧辊的基体组织以珠光体类型为主,含有少量的碳化物,硬度范 围通常为HS 45-60 (普通铸钢轧辊HS 35-50);由于基体中含有少量二次碳化物,因此较普 通合金轧辊韧性大大提高,同时由于消除了基体中的块状、条状铁素体,所以轧辊的冲击韧 性得到提高,高耐热耐磨合金轧辊的性能特点是强度高、韧性好,具有很好的咬入性、抗热 裂性和抗冲击能力,具有优良的耐磨性和抗剥落能力。
[0037] 虽然结合实施例对本发明的具体实施方式进行了举例说明,但不应理解为对本发 明的限定,在权利要求所描述的范围内,本领域的技术人员不经创造性劳动即可作出的各 种修改或变形均受本专利的保护。
5

Claims (4)

  1. 一种高耐热耐磨合金轧辊,其特征在于:所述高耐热耐磨合金轧辊所含的各种成分及其重量百分比如下所示:C为0.5%~3.5%;Si为≤2.0%;Mn为≤2.0%;P为≤0.08%;S为≤0.20%;Cu为≤0.25%;As为≤0.10%;Cr为0.3%~5.0%;Ni为≤20.0%;Mo为8.0%~20.0%;余量为Fe。
  2. 2.根据权利要求1所述的高耐热耐磨合金轧辊,其特征在于:所述高耐热耐磨合金轧 辊所含的各种成分及其重量百分比如下所示:C 为 1. 5%〜3. 5% ;Si 为彡 2. 0% ;Mn 为彡 2. 0% ;P 为彡 0. 08% ;S 为彡 0. 20% ;Cu 为彡 0. 25% ;As 为彡 0. 10% ;Cr 为 0. 3%〜5. 0% ;Ni 为 0. 2%〜20. 0% ;Mo 为 8. 0%〜 10.0% ;余量为Fe。
  3. 3.根据权利要求2所述的高耐热耐磨合金轧辊,其特征在于:所述高耐热耐磨合金轧 辊所含的各种成分及其重量百分比如下所示:C 为 0. 5 % 〜3. 5 % ;Si 为 0. 5 % 〜2. 0 % ;Mn 为 0. 2 % 〜2. 0 % ;P 为彡 0. 08 % ;S 为 彡 0. 20% ;Cu 为彡 0. 25% ;As 为彡 0. 10% ;Cr 为 0. 3%〜5. 0% ;Ni 为 0. 2%〜20. 0% ; Mo为8. 0%〜20. 0% ;余量为Fe。
  4. 4.根据权利要求1所述的高耐热耐磨合金轧辊,其特征在于:所述高耐热耐磨合金轧 辊所含的各种成分及其重量百分比如下所示:C 为 0. 5%〜1. 5% ;Si 为彡 2. 0% ;Mn 为彡 1.0% ;P 为彡 0. 08% ;S 为彡 0. 20% ;Cu 为彡 0. 25% ;As 为彡 0. 10% ;Cr 为 0. 3%〜5. 0% ;Mo 为 8. 0%〜20. 0% ;余量为 Fe。
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