CN103741042A - 一种高耐磨冷轧辊用合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高耐磨冷轧辊用合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.8-0.9、钨2.1-2.3、钼1.2-1.5、钒2.2-2.4、铬2.1-2.5、铌0.05-0.10、镧0.15-0.20、钕0.05-0.10、Mn0.4-0.6、Co0.03-0.05、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。本发明的合金不仅具有高的硬度和耐磨性，还具有好的韧性，能够抵抗因弯曲应力、扭转应力、剪切应力引起的开裂和剥落的性能，同时具有高的接触疲劳强度、高的断裂韧性和热冲击强度，适用于制作冷轧辊。本发明精炼剂用于铸造生产，铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料制备领域，尤其涉及一种高耐磨冷轧辊用合金材料及其制备方法。
背景技术
泵阀工作的环境多样，恶劣，对材质的要求很高，目前泵阀用的合金钢有多种多样，技术有很大进步，但是仍有很多问题存在，如耐磨性、硬度、防锈性能、耐腐蚀性能、耐高低温性能、脆性、韧性等，在很多场合还不能满足生产的要求，还需要进一步改进，以提高生产效率，降低成本，提高安全性，为高精尖技术发展提供保障，为社会发展提供动力，任务还很艰巨。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高耐磨冷轧辊用合金材料及其制备方法，该合金材料具有高硬度、耐冲击、耐磨、韧性好的优点。
本发明的技术方案如下：
一种高耐磨冷轧辊用合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.8-0.9、钨2.1-2.3、钼1.2-1.5、钒2.2-2.4、铬2.1-2.5、铌0.05-0.10、镧0.15-0.20、钕0.05-0.10、Mn0.4-0.6、Co0.03-0.05、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。
所述的高耐磨冷轧辊用合金材料的生产方法，其特征在于：
（1）、准备生铁与废铁按1：0.5-1比例作为铁基质来源，将生铁加入投入炉中熔化，进行脱硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铁熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）铬、Mn、Co；（2）钨、镧、钼；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为23-25分钟，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以220-230℃/小时速率升温至750-760℃，再以150-160℃/小时速率降温至600-610℃，再以220-230℃/小时速率升温至910-920℃，保温4-5小时；再以150-160℃/小时速率降温至600-610℃，保温40-50分钟，再以150-160℃/小时速率降温至480-500℃，保温40-50分钟；再以150-160℃/小时速率降温至200-210℃，保温2-3小时；再以100-110℃/小时速率升温至330-350℃，保温40-50分钟，再以100-110℃/小时速率升温至500-510℃，保温2-3小时，取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：工具钢粉3-5、黄土30-40、氧化镁1-2、硝酸钠4-5、钛白粉2-3、铝矾土5-7、海泡石粉2-3、玉石粉3-4、秸秆灰烬4-6、硅藻土1-2；制备方法是将各原料混合，加热至2600-2900℃至熔融状态，搅拌10-15分钟，浇注入纯净水中激冷，再粉碎成100-200目粉末，用水洗涤数次，烘干即得。
本发明的有益效果
本发明的合金不仅具有高的硬度和耐磨性，还具有好的韧性，能够抵抗因弯曲应力、扭转应力、剪切应力引起的开裂和剥落的性能，同时具有高的接触疲劳强度、高的断裂韧性和热冲击强度，适用于制作冷轧辊。本发明精炼剂用于铸造生产，明显提高成品率，特别是铸件中的气孔度降低1-2度，不会在铸件表面产生气孔，夹杂氧化物也明显降低，氧化夹杂物在2级左右。
具体实施方式
一种高耐磨冷轧辊用合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.8-0.9、钨2.1-2.3、钼1.2-1.5、钒2.2-2.4、铬2.1-2.5、铌0.05-0.10、镧0.15-0.20、钕0.05-0.10、Mn0.4-0.6、Co0.03-0.05、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。
所述的高耐磨冷轧辊用合金材料的生产方法如下：
（1）、准备生铁与废铁按1：0.7比例作为铁基质来源，将生铁加入投入炉中熔化，进行脱硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铁熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）铬、Mn、Co；（2）钨、镧、钼；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为24分钟，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以225℃/小时速率升温至755℃，再以155℃/小时速率降温至605℃，再以225℃/小时速率升温至915℃，保温4.5小时；再以155℃/小时速率降温至605℃，保温45分钟，再以155℃/小时速率降温至490℃，保温45分钟；再以155℃/小时速率降温至205℃，保温2.5小时；再以105℃/小时速率升温至340℃，保温45分钟，再以105℃/小时速率升温至505℃，保温2.5小时，取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成：工具钢粉5、黄土30、氧化镁1、硝酸钠4、钛白粉2、铝矾土7、海泡石粉2、玉石粉4、秸秆灰烬6、硅藻土1；制备方法是将各原料混合，加热至2600-2900℃至熔融状态，搅拌10-15分钟，浇注入纯净水中激冷，再粉碎成100-200目粉末，用水洗涤数次，烘干即得。
本发明高耐磨冷轧辊用合金材料的机械性能为：拉伸强度1067MPa，屈服强度879MPa，延伸率14％，断面收缩率36％，冲击吸收功55J，冲击韧性66J/cm2，硬度291HB。
Claims (4)
1.一种高耐磨冷轧辊用合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.8-0.9、钨2.1-2.3、钼1.2-1.5、钒2.2-2.4、铬2.1-2.5、铌0.05-0.10、镧0.15-0.20、钕0.05-0.10、Mn0.4-0.6、Co0.03-0.05、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。
2.根据权利要求1所述的高耐磨冷轧辊用合金材料的生产方法，其特征在于：
（1）、准备生铁与废铁按1：0.5-1比例作为铁基质来源，将生铁加入投入炉中熔化，进行脱硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铁熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）铬、Mn、Co；（2）钨、镧、钼；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为23-25分钟，投料后搅拌均匀。
3.根据权利要求2所述的高耐磨冷轧辊用合金材料的生产方法，其特征在于：所述的铸后热处理是：先由室温以220-230℃/小时速率升温至750-760℃，再以150-160℃/小时速率降温至600-610℃，再以220-230℃/小时速率升温至910-920℃，保温4-5小时；再以150-160℃/小时速率降温至600-610℃，保温40-50分钟，再以150-160℃/小时速率降温至480-500℃，保温40-50分钟；再以150-160℃/小时速率降温至200-210℃，保温2-3小时；再以100-110℃/小时速率升温至330-350℃，保温40-50分钟，再以100-110℃/小时速率升温至500-510℃，保温2-3小时，取出空冷即得。
4.根据权利要求2所述的高耐磨冷轧辊用合金材料的生产方法，其特征在于：所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：工具钢粉3-5、黄土30-40、氧化镁1-2、硝酸钠4-5、钛白粉2-3、铝矾土5-7、海泡石粉2-3、玉石粉3-4、秸秆灰烬4-6、硅藻土1-2；制备方法是将各原料混合，加热至2600-2900℃至熔融状态，搅拌10-15分钟，浇注入纯净水中激冷，再粉碎成100-200目粉末，用水洗涤数次，烘干即得。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Alloy material for high wear-resistant cold rolls and preparation method thereof Effective date of registration: 20171222 Granted publication date: 20151209 Pledgee: Huizhou bank Limited by Share Ltd. Ma'anshan Development Zone Branch Pledgor: MAANSHAN FANGYUAN MATERIAL ENGINEERING CO.,LTD. Registration number: 2017340000437 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20181023 Granted publication date: 20151209 Pledgee: Huizhou bank Limited by Share Ltd. Ma'anshan Development Zone Branch Pledgor: MAANSHAN FANGYUAN MATERIAL ENGINEERING CO.,LTD. Registration number: 2017340000437 |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 243000 Dangtu Industrial Park, Ma'anshan City, Anhui Province Patentee after: MAANSHAN Fangyuan Material Engineering Co.,Ltd. Address before: 243100 north end of Gongye trunk road, development zone, Dangtu County, Ma'anshan City, Anhui Province Patentee before: MAANSHAN FANGYUAN MATERIAL ENGINEERING CO.,LTD. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151209 |