CN105903764A - 复合耐磨钢板的轧制工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及耐磨板材，具体说是复合耐磨钢板的轧制工艺，其按以下步骤进行：取3mm厚的高强度耐磨钢板和10mm厚的普碳钢板，分别裁切成等长、等宽的形状，再进行酸洗、脱脂、机械打磨；将打磨后的两钢板叠合并夹紧，再将四周焊接在一起，得到复合坯体；将复合坯体放入加热炉中加热后，采用轧机进行热轧，得到复合耐磨钢板。由于普碳钢板整体性能优异，强度、塑形、焊接等性能较高，其成本较低；而高强度耐磨钢板具有高淬透性、高韧性，且具有优良的低温韧性、抗裂性能和焊接性能；因此本发明将普碳钢板和高强度耐磨钢板热轧复合，复合采用三道次压下，可获得成本较低，各方面性能优异的板材。

Description

复合耐磨钢板的轧制工艺
技术领域
本发明涉及耐磨钢板，具体说是复合耐磨钢板的轧制工艺。
背景技术
金属基复合板材的出现和发展，大大地改善及拓展了传统单一金属材料的性能及使用范围。金属基复合板材比传统的单一金属材料有更高的比张度、比刚度和比强度等；其是以一种金属作为基材，以另一种不同物理、化学性能的材料作为复材，并利用复合技术将其进行结合的一种新型复合板材。这对于我国缺乏镍、铬资源的国家来说有着重大意义和社会效益。
随着冶金、化工等经济支柱性产业的迅速发展，如矿山机械、煤炭采运、石油化工、建材装饰、船舶工程等对耐磨材料复合板的需求倍增，如矿山机械用轨道、煤炭采用选煤机械、石油天然气输送管道及船体、结构件等。但现有的复合钢板由于存在工艺和选材的缺陷，导致耐磨性、耐蚀性、强度等不够理想。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种强度较高、耐磨性较好的复合耐磨钢板的轧制工艺。
本发明采用的技术方案为：复合耐磨钢板的轧制工艺，其按以下步骤进行：
（1）取3mm厚的高强度耐磨钢板和10mm厚的普碳钢板，分别裁切成等长、等宽的形状；所述普碳钢板成分的质量百分比为，C：0.1—0.2%、Si：0.15—0.35%、Mn：0.5—1.4%、P：≤0.04%、S：≤0.04%，余量为Fe；所述高强度耐磨钢板成分的质量百分比为，C：0.20-0.35%、W：1.0-2.0%、Si：0.5-1.5%、Mn：0.8-1.5%、Cr：1.0-2.0%、Ti：1.0-2.0%、S：≤0.04%、P：≤0.04%，余量为Fe。
（2）分别对上述两钢板的表面进行酸洗和脱脂；
（3）然后分别对脱脂后的钢板的表面进行机械打磨；
（4）将打磨后的两钢板叠合并夹紧，再将四周焊接在一起，得到复合坯体；
（5）将复合坯体放入加热炉中加热后，采用轧机进行热轧，得到复合耐磨钢板。
作为优选，在加热炉内加热至钢板的奥氏体化温度后，保温30min。
作为优选，热轧的温度为1100—1200℃。
作为优选，热轧采用三道次压下，总压下率为70%。
作为优选，第一道次压下率为30%，第二次道次压下率为30%，第三次道次压下率为10%。
由于普碳钢板整体性能优异，强度、塑形、焊接等性能较高，其成本较低；而高强度耐磨钢板具有高淬透性、高韧性，且具有优良的低温韧性、抗裂性能和焊接性能；因此本发明将普碳钢板和高强度耐磨钢板热轧复合，复合采用三道次压下，可获得成本较低，各方面性能优异的板材。
具体实施方式
下面将详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
复合耐磨钢板的轧制工艺，其按以下步骤进行：
首先取3mm厚的高强度耐磨钢板和10mm厚的普碳钢板，分别裁切成等长、等宽的形状；对上述两钢板的表面进行酸洗和脱脂，防止热轧时带入杂质，降低结合率；然后分别对脱脂后的钢板的表面进行机械打磨，直至完全露出新鲜金属，可提高热轧的结合率。
然后将打磨后的两钢板叠合并夹紧，再将四周焊接在一起，得到复合坯体；再将复合坯体放入加热炉中加热后，采用轧机进行热轧，得到复合耐磨钢板；在加热炉内加热至钢板的奥氏体化温度后，保温30min，有利于热轧；热轧的温度为1100—1200℃，并采用三道次压下，总压下率为70%；第一道次压下率为30%，第二次道次压下率为30%，第三次道次压下率为10%，从而大大提高结合强度。
本发明中普碳钢板成分的质量百分比为，C：0.1—0.2%、Si：0.15—0.35%、Mn：0.5—1.4%、P：≤0.04%、S：≤0.04%，余量为Fe；高强度耐磨钢板成分的质量百分比为，C：0.20-0.35%、W：1.0-2.0%、Si：0.5-1.5%、Mn：0.8-1.5%、Cr：1.0-2.0%、Ti：1.0-2.0%、S：≤0.04%、P：≤0.04%，余量为Fe。
本发明中铬Cr可与C反应形成Cr6C、Cr7C3和Cr23C6等碳化物，但由于铬的碳化物显微硬度低，且其形貌由于呈长条形而导致其韧性较差，在基体组织凝固过程中优先形成；因此，本发明中Cr元素的加入量较少，少量的Cr还可以使其固溶于奥氏体中，主要起提高基体的淬硬性和淬透性作用。
钨W在制备铸钢的过程中，可缩小奥氏体区域，降低碳在奥氏体内的溶解度，使共晶点和共析点向含碳量低的方向移动。随着含钨量的增加，可降低临界冷却速度，使奥氏体更倾向于转变为马氏或贝氏体，从而增加基体硬度，使得钨系合金铸钢具有很高的耐磨性。
钛Ti是强碳化物形成元素，与钢液中的C元素反应形成大量细小、弥散分布的TiC质点，可以细化奥氏体枝晶，改善共晶碳化物的形态与分布。故在成分设计中，直接将Ti含量控制在1.0-2.0%，直接将合金加入钢液中，以便易于熔化，通过所采用的中频感应熔炼炉电磁场搅拌作用使其产生大量相对均匀的TiC质点。但是，钢液中Ti元素含量过少或过多都不利于达到实际效果，过少则不利于使基体产生足够多的结晶核心质点和共晶碳化物来细化碳化物，过多则使钢液的流动性和充型能力降低，不利于提高工件致密性，对耐磨性能有负面影响，所以在其成分设计中控制其上限为2.0%。
实施例1
取3mm厚的高强度耐磨钢板和10mm厚的普碳钢板，普碳钢板成分的质量百分比为，C：0.1%、Si：0.15%、Mn： 1.4%、P：0.04%、S：0.04%，余量为Fe，高强度耐磨钢板成分的质量百分比为，C：0.20%、W：1.0%、Si： 1.5%、Mn： 1.5%、Cr：1.0%、Ti：1.0%、S：0.04%、P：0.04%，余量为Fe；再将两钢板分别裁切成等长、等宽的形状；然后对上述两钢板的表面进行酸洗和脱脂，再进行机械打磨，直至完全露出新鲜金属；接着将打磨后的两钢板叠合并夹紧，再将四周焊接在一起，得到复合坯体；再将复合坯体放入加热炉中加热至奥氏体化温度后，保温30min；然后采用轧机进行热轧，热轧的温度为1100℃，并采用三道次压下，第一道次压下率为30%，第二次道次压下率为30%，第三次道次压下率为10%，总压下率为70%，最后得到复合耐磨钢板，测试得到屈服强度为465MPa，抗拉强度为644MPa，伸长率为18.2%，界面结合率为99.2%，结合强度为758 MPa。
实施例2
取3mm厚的高强度耐磨钢板和10mm厚的普碳钢板，普碳钢板成分的质量百分比为，C：0.15%、Si：0.25%、Mn：1%、P：0.03%、S：0.03%，余量为Fe，高强度耐磨钢板成分的质量百分比为，C：0.28%、W：1.5%、Si：1.0%、Mn：1.1%、Cr：1.5%、Ti：1.5%、S：0.03%、P：0.03%，余量为Fe，余量为Fe；再将两钢板分别裁切成等长、等宽的形状；然后对上述两钢板的表面进行酸洗和脱脂，再进行机械打磨，直至完全露出新鲜金属；接着将打磨后的两钢板叠合并夹紧，再将四周焊接在一起，得到复合坯体；再将复合坯体放入加热炉中加热至奥氏体化温度后，保温30min；然后采用轧机进行热轧，热轧的温度为1200℃，并采用三道次压下，第一道次压下率为30%，第二次道次压下率为30%，第三次道次压下率为10%，总压下率为70%，最后得到复合耐磨钢板，测试得到屈服强度为552MPa，抗拉强度为688MPa，伸长率为20.3%，界面结合率为99.9%，结合强度为806MPa。
实施例3
取3mm厚的高强度耐磨钢板和10mm厚的普碳钢板，普碳钢板成分的质量百分比为，C：0.2%、Si：0.35%、Mn：0.5%、P：0.02%、S：0.02%，余量为Fe，高强度耐磨钢板成分的质量百分比为，C：0.35%、W：2.0%、Si：0.5%、Mn：0.8%、Cr：2.0%、Ti：2.0%、S：0.02%、P：0.03%，余量为Fe；再将两钢板分别裁切成等长、等宽的形状；然后对上述两钢板的表面进行酸洗和脱脂，再进行机械打磨，直至完全露出新鲜金属；接着将打磨后的两钢板叠合并夹紧，再将四周焊接在一起，得到复合坯体；再将复合坯体放入加热炉中加热至奥氏体化温度后，保温30min；然后采用轧机进行热轧，热轧的温度为1200℃，并采用三道次压下，第一道次压下率为30%，第二次道次压下率为30%，第三次道次压下率为10%，总压下率为70%，最后得到复合耐磨钢板，测试得到屈服强度为513MPa，抗拉强度为600MPa，伸长率为19.2%，界面结合率为99.5%，结合强度为780 MPa。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.复合耐磨钢板的轧制工艺，其按以下步骤进行：
（1）取3mm厚的高强度耐磨钢板和10mm厚的普碳钢板，分别裁切成等长、等宽的形状；所述普碳钢板成分的质量百分比为，C：0.1—0.2%、Si：0.15—0.35%、Mn：0.5—1.4%、P：≤0.04%、S：≤0.04%，余量为Fe；所述高强度耐磨钢板成分的质量百分比为，C：0.20-0.35%、W：1.0-2.0%、Si：0.5-1.5%、Mn：0.8-1.5%、Cr：1.0-2.0%、Ti：1.0-2.0%、S：≤0.04%、P：≤0.04%，余量为Fe。
2.（2）分别对上述两钢板的表面进行酸洗和脱脂；
（3）然后分别对脱脂后的钢板的表面进行机械打磨；
（4）将打磨后的两钢板叠合并夹紧，再将四周焊接在一起，得到复合坯体；
（5）将复合坯体放入加热炉中加热后，采用轧机进行热轧，得到复合耐磨钢板。
3.根据权利要求1所述复合耐磨钢板的轧制工艺，其特征在于：在加热炉内加热至钢板的奥氏体化温度后，保温30min。
4.根据权利要求1所述复合耐磨钢板的轧制工艺，其特征在于：热轧的温度为1100—1200℃。
5.根据权利要求1所述复合耐磨钢板的轧制工艺，其特征在于：热轧采用三道次压下，总压下率为70%。
6.根据权利要求1所述复合耐磨钢板的轧制工艺，其特征在于：第一道次压下率为30%，第二次道次压下率为30%，第三次道次压下率为10%。
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