CN103741059A - 一种轧辊用高硼合金钢材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种轧辊用高硼合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.8-0.9、钨2.5-3、钼0.15-0.25、钒0.5-0.8、铬2.1-2.4、铌0.05-0.10、铈0.06-0.10、镨0.02-0.05、钛0.3-0.5、钴0.1-0.15、镍0.3-0.5、B0.5-0.8、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。本发明提供的合金钢不仅具有高的硬度、耐磨性，还具有较好的韧性、热强高、高的接触疲劳强度，可以用来开发W、V含量高、偏析轻、耐磨性好的复合钢轧辊,来满足热连轧技术的需求,降低轧制中换辊频率,大幅度提高轧机的作业率,降低生产成本,提高经济效益。

Description

一种轧辊用高硼合金钢材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属材料制备领域，尤其涉及一种轧辊用高硼合金钢材料及其制备方法。
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轧辊用高硼合金钢材料及其制备方法，该合金材料具有高硬度、耐冲击、耐磨、热强高的优点。
本发明的技术方案如下：
一种轧辊用高硼合金钢材料，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2.5-3、钼0.15-0.25、钒0.5-0.8、铬2.1-2.4、铌0.05-0.10、铈0.06-0.10、镨0.02-0.05、钛0.3-0.5、钴0.1-0.15、镍0.3-0.5、B0.5-0.8、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。
所述的轧辊用高硼合金钢材料的生产方法，其特征在于：
（1）、准备生铁与废铁按1：1-2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）钒、铬、铌；（2）钨、钼、镍；（3）铈、镨；（4）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22-25分钟，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以210-220℃/小时速率升温至730-740℃，再以150-160℃/小时速率降温至620-630℃，再以210-220℃/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540-550℃，再以210-220℃/小时速率升温至700-710℃，再以150-160℃/小时速率降温至200-210℃，保温3-4小时；再以100-110℃/小时速率升温至350-360℃，保温40-50分钟，再以100-110℃/小时速率升温至500-510℃，保温2-3.5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
本发明提供的合金钢不仅具有高的硬度、耐磨性，还具有较好的韧性、热强高、高的接触疲劳强度，可以用来开发W、V含量高、偏析轻、耐磨性好的复合钢轧辊,来满足热连轧技术的需求,降低轧制中换辊频率,大幅度提高轧机的作业率,降低生产成本,提高经济效益。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
一种轧辊用高硼合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.8-0.9、钨2.5-3、钼0.15-0.25、钒0.5-0.8、铬2.1-2.4、铌0.05-0.10、铈0.06-0.10、镨0.02-0.05、钛0.3-0.5、钴0.1-0.15、镍0.3-0.5、B0.5-0.8、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。
所述的轧辊用高硼合金钢材料的生产方法，其特征在于：
（1）、准备生铁与废铁按1：1.5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）钒、铬、铌；（2）钨、钼、镍；（3）铈、镨；（4）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为23分钟，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以215℃/小时速率升温至735℃，再以155℃/小时速率降温至625℃，再以215℃/小时速率升温至915℃，保温4.5小时；再以155℃/小时速率降温至545℃，再以215℃/小时速率升温至705℃，再以155℃/小时速率降温至205℃，保温3.5小时；再以105℃/小时速率升温至355℃，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。
本发明轧辊用高硼合金钢材料的机械性能为：拉伸强度1343MPa，屈服强度967MPa，延伸率15％，断面收缩率37％，冲击吸收功56J，冲击韧性65J/cm2，硬度293HB。

Claims (4)

1.一种轧辊用高硼合金钢材料，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2.5-3、钼0.15-0.25、钒0.5-0.8、铬2.1-2.4、铌0.05-0.10、铈0.06-0.10、镨0.02-0.05、钛0.3-0.5、钴0.1-0.15、镍0.3-0.5、B0.5-0.8、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。
2.根据权利要求1所述的轧辊用高硼合金钢材料的生产方法，其特征在于：
（1）、准备生铁与废铁按1：1-2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）钒、铬、铌；（2）钨、钼、镍；（3）铈、镨；（4）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22-25分钟，投料后搅拌均匀。
3.根据权利要求2所述的轧辊用高硼合金钢材料的生产方法，其特征在于：所述的铸后热处理是：先由室温以210-220℃/小时速率升温至730-740℃，再以150-160℃/小时速率降温至620-630℃，再以210-220℃/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540-550℃，再以210-220℃/小时速率升温至700-710℃，再以150-160℃/小时速率降温至200-210℃，保温3-4小时；再以100-110℃/小时速率升温至350-360℃，保温40-50分钟，再以100-110℃/小时速率升温至500-510℃，保温2-3.5小时，取出空冷即得。
4.根据权利要求2所述的轧辊用高硼合金钢材料的生产方法，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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Denomination of invention: High-boron alloy steel material for roller and preparation method thereof

Effective date of registration: 20190423

Granted publication date: 20160120

Pledgee: Huizhou bank Limited by Share Ltd. Ma'anshan Development Zone Branch

Pledgor: MAANSHAN FANGYUAN MATERIAL ENGINEERING CO.,LTD.

Registration number: 2019340000211

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Granted publication date: 20160120

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