CN103233173B

CN103233173B - 一种沉没辊轴套及制备方法

Info

Publication number: CN103233173B
Application number: CN201310146663.XA
Authority: CN
Inventors: 符寒光; 高义民; 邢建东
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2013-04-24
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2033-04-24
Also published as: CN103233173A

Abstract

一种沉没辊轴套及制备方法，属于耐腐蚀磨损材料技术领域。沉没辊轴套材料的化学成分是（质量分数，％）：0.10-0.25C,2.0-3.0B,16.0-18.0Mn,2.0-3.5Cr,0.15-0.30N,S<0.03,P<0.03,Fe余量。本发明轴套材料利用电炉便可生产，具有硬度和强度高，韧性、耐蚀性和耐磨性好等特点，制造工艺简便，生产成本低廉。使用本发明轴套材料可以显著提高热镀锌生产线的作业率，具有很好的经济效益。

Description

一种沉没辊轴套及制备方法

技术领域

本发明为一种沉没辊轴套及制备方法，属于耐腐蚀磨损材料技术领域。

背景技术

连续热镀锌生产时，钢带通过浸在锌液（温度为460～480℃）中的沉没辊而改变方向，即由进入锌锅浸锌变为出锌锅、镀锌层凝固冷却。随钢带的运动而转动的沉没辊通过两侧的轴套支撑在固定架上，轴套起滑动轴承的作用。目前，国内外的轴套材料主要有钴基合金、奥氏体不锈钢、热作模具钢和高速钢等，都存在耐锌液腐蚀磨损性能差和使用寿命短的不足。

中国发明专利CN101205598公开了一种沉没辊轴套，由不锈钢基体1和钴基激光熔覆层2两部分组成，钴基激光熔覆层2覆盖在不锈钢基体1之上。该发明还提供沉没辊轴套的制造方法，其特征在于工序如下：1.加工不锈钢基体1；2.机械加工；3.激光熔覆，在不锈钢基体1外圆上，先熔覆打底层，再熔覆功能层；激光熔覆工艺参数为：激光功率3000～5000W，光斑直径为2～5mm，扫描速度2～10mm/s；4.机械加工至设计尺寸。该发明提供的沉没辊轴套及其制造方法，其优点在于：材料利用率高；耐熔锌腐蚀层厚，可以达到2mm以上；轴套强度高，但存在涂层与基体结合强度低，涂层使用中易开裂和剥落的不足。中国发明专利CN101117978也公开了一种钢铁冶金领域内连续热浸镀锌生产线中锌锅辊子用轴套、轴瓦及其制造方法，采用氧-燃气喷焊或等离子喷焊或激光熔覆方法，将钴基或镍基线材或粉末喷焊或熔覆在轴套、轴瓦的配合面形成厚度为2-5mm表面强化层。该发明方法制造的轴套、轴瓦，大大提高了耐锌或锌铝腐蚀和耐磨损性能，延长了其使用寿命。该方法存在涂层使用中易易脱落和使用安全性差的不足。中国发明专利CN1924070还公开了一种含有高硬度硼化物的铸造高硼耐磨不锈钢，其特征在于制得的该不锈钢有效化学成分及其重量百分比为：C：0.05％～0.30％，B：0.5％～3.0％，Cr：17.0％～25.0％，Ni：6.0％～8.0％，Ti：0.4％～1.5％，N：0.08％～0.20％，Y：0.04％～0.15％，Mg：0.03％～0.10％，Ca：0.02％～0.08％，Si＜2.0％，Mn＜2.0％，S＜0.04％，P＜0.04％，余量为Fe。该发明的铸造高硼耐磨不锈钢的基体组织主要是奥氏体，具有良好的耐蚀性，在基体上还含有8％～15％高硬度硼化合物，可以明显改善钢的耐磨性，但含有较多贵重的镍元素，生产成本高。

发明内容

本发明目的是针对现有沉没辊轴套材料存在的不足，提供一种含硼无镍奥氏体不锈钢，其中加入硼的目的主要是为了得到高硬度的硼化物，有利于提高不锈钢的耐磨性，而奥氏体基体具有良好的抗锌液腐蚀能力，硼化物和奥氏体基体的结合，有利于促进轴套使用寿命的延长。

本发明的目的可以通过以下措施来实现：

本发明轴套的化学组成成分是（质量分数，％）：0.10-0.25C,2.0-3.0B,16.0-18.0Mn,2.0-3.5Cr,0.15-0.30N,S<0.03,P<0.03,Fe余量。

本发明材料采用电炉熔炼，首先将废钢、金属锰、硼铁、微碳铬铁和含氮锰铁混合加热熔化，炉前调整元素成分合格后，直接浇注成轴套，然后在500℃进行去应力退火，最后精加工至规定尺寸和精度。

本发明轴套加入锰和氮是为了获得奥氏体基体，有利于改善轴套的耐蚀性，加入铬是为了提高轴套的强度，加入硼是为了获得高硬度硼化物，有利于提高轴套耐磨性。

本发明沉没辊轴套材料与现有技术相比具有如下特点：

（1）本发明沉没辊轴套材料，生产工艺简单，原料来源丰富，不含贵重合金元素，生产成本低廉，比高铬镍不锈钢降低40％以上。

（2）本发明沉没辊轴套材料中，含有较多高硬度硼化物，具有优良的耐磨性。

（3）本发明沉没辊轴套材料用于连续热镀锌机组，使用寿命比常用高铬镍不锈钢轴套提高3～5倍。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详述：

实施例1-5：

实施例1-5沉没辊轴套材料采用500公斤中频感应电炉熔炼，首先将废钢、金属锰、硼铁、微碳铬铁和含氮锰铁混合加热熔化，炉前调整元素成分合格后，直接浇注成轴套，然后在500℃进行去应力退火，退火保温时间6小时，最后精加工至规定尺寸和精度。实施例1-5沉没辊轴套材料的化学成分见表1，其力学性能见表2。

表1沉没辊轴套材料化学成分

实施例	C	B	Mn	Cr	N	S	P	Fe
									实施例1	0.11	2.97	16.91	2.02	0.17	0.014	0.022	余量
实施例2	0.19	2.66	16.04	2.95	0.23	0.018	0.019	余量
									实施例3	0.25	2.54	17.87	3.46	0.19	0.013	0.028	余量
实施例4	0.18	2.01	16.55	3.12	0.26	0.015	0.022	余量
									实施例5	0.21	2.60	17.19	2.43	0.30	0.012	0.025	余量

表2沉没辊轴套材料力学性能

本发明沉没辊轴套材料已在国内多条连续热镀锌机组上成功使用，效果如下：本发明沉没辊轴套材料具有良好的耐蚀性和耐磨性，且强度高，韧性好，使用安全，使用中无剥落、开裂和断裂现象出现，其使用寿命达到36～38天，比高铬镍不锈钢轴套提高3～5倍。由于不含贵重合金元素，其生产成本比高铬镍不锈钢降低40％以上。使用本发明沉没辊轴套材料，可以明显提高热镀锌生产线的作业率，减轻工人劳动强度，具有显著的经济和社会效益。

Claims

1.一种沉没辊轴套，其特征在于，沉没辊轴套材料的化学成分是(质量分数，％)：0.10-0.25C,2.0-3.0B,16.0-18.0Mn,2.0-3.5Cr,0.15-0.30N,S<0.03,P<0.03,Fe余量；

其制备方法包括以下步骤：采用电炉熔炼，首先将废钢、金属锰、硼铁、微碳铬铁和含氮锰铁混合加热熔化，炉前调整元素成分合格后，直接浇注成轴套，然后在500℃进行去应力退火，最后精加工至规定尺寸和精度。