CN106311769B - 一种原生硬质多相复合导卫辊的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原生硬质多相复合导卫辊的制备方法。包括该方法制得的原生硬质相复合耐磨轧钢导卫辊的表面复合材料由硬质相、融合相、金属基相和金属副相通过浇铸复合而成，具体包括下列步骤：金属基相的加工、金属副相的制备、金属基相与金属副相的复合和在第二复合体的表面复合硬质相。本发明通过采用原生硬质相复合耐磨轧钢导卫辊的表面复合材料由硬质相、融合相、金属基相和金属副相通过浇铸复合，具有结构柔性好，耐磨性好，硬度高。

Description

一种原生硬质多相复合导卫辊的制备方法

技术领域

本发明属于导卫辊技术领域，特别是涉及一种原生硬质多相复合导卫辊的制备方法。

背景技术

导卫辊主要是引导、辅助轧制坯料或成品迅速通过的轧钢用的设备装罝，是钢铁厂棒材和线材轧制线上的一个非常关键的部件，要求具有较髙的髙温耐磨性，仅冶金行业我国年需消耗各类轧辊材料约200万吨，而性能难以满足要求，因此，每年花数亿美元从国外进口，因此,如何降低其成本，提高其性能，成为未来研究的主要内容。

在线材轧制过程中，钢坯以较高的温度(900～1250℃)及较高的速度(50m/s以上)通过导卫装置，同时为冷却轧辊及导卫装置，需要不停地向其表面喷射一定压力的冷却水。因此，导卫装置在较高温度下，既要承受急冷急热冲击，又要承受滑动摩擦磨损以及钢坯入口时施加的冲击载荷，工作条件十分恶劣，当导卫辊的热量散热不畅时，容易造成导卫辊的损耗甚至失效。

目前导卫辊大多采用耐热钢等金属材质，由于金属在高温下的硬度耐磨性低，而且高温下化学稳定性差，因此在导卫辊在使用过程中会出现高温磨损失效、粘钢失效、拉伤失效、热疲劳与热裂失效等失效形式。此外由于金属的密度高，在高速旋转运动中，重质导卫辊会对安装在其内部的轴承产生很大的应力，容易造成轴承的失效。因此从导卫辊材质本身考虑防止以上失效的措施是提高材料的硬度、耐磨性、韧性以及抗高温氧化能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原生硬质多相复合导卫辊的制备方法，通过采用原生硬质相复合耐磨轧钢导卫辊的表面复合材料由硬质相、融合相、金属基相和金属副相通过浇铸复合，具有结构柔性好，耐磨性好，硬度高。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种原生硬质多相复合导卫辊的制备方法，包括该方法制得的原生硬质相复合耐磨轧钢导卫辊的表面复合材料由硬质相、融合相、金属基相和金属副相通过浇铸复合而成，具体包括下列步骤：

步骤一，金属基相的加工，选用铸钢棒材，通过机械加工工艺制成辊芯，沿辊芯轴线方向的表面均布开有槽道，得到辊芯基件；

步骤二，金属副相的制备：采用质量分数为40～45％的Cr12MoV冷作模具钢废料、10～15％的1Cr18Ni9Ti、1.0～1.5％的金属铝、0.5～0.82％的RE、1.0～1.2％的硼铁、1.8～2.0％的氮化铬铁、1.6～1.8％的硅钙钡合金和0.6～0.8％的稀土镁硅铁合金配料，余量为Q235废钢；在中频感应电炉内混合加热熔化，室温静置1-2h后，出炉入浇包；

步骤三，金属基相与金属副相的复合：当金属副相的钢液温度降至1450～1470℃时，将钢液浇入金属基相上，保温4～6小时后，炉冷至温度低于500℃后空冷至室温，得到第一复合体；

步骤四，将融合相熔敷在第一复合体的表面，得到第二复合体；

步骤五，在第二复合体的表面复合硬质相，硬质相为合金粉芯丝/带材骨架，第二复合体表面上编织出一定厚度的合金粉芯丝/带材骨架，并通过绑扎或焊接的方法在轧辊芯部表面固定，形成预制件，合金粉芯丝/带材骨架的实际体积占浇铸复合层总体积的20％～80％；再将步骤二制成的钢液浇注在硬质相上，并且在中频感应电炉内进行加热，温度升到1450-1500℃后，每隔30min降温200-300℃，冷却至室温后制成导卫辊。

进一步地，所述融合相为Cr18Mn8Ni5N不锈钢粉末和WC粉末，通过激光熔覆的方式涂覆在第一复合体上。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明的由于采用合金粉芯丝或带材，内部填充合金粉末，在基体金属液的高温作用下，析出大量弥散的高硬度的硬质化合物，凝固后便形成了镶嵌在基体金属中的宏观上呈柱/带状的硬质相，并与基体金属形成良好的冶金过渡结合，界面结合牢固，复合耐磨层抗拉性能和抗压性能好。

2、本发明的导轮通过采用原生硬质相复合耐磨轧钢导卫辊的表面复合材料由硬质相、融合相、金属基相和金属副相通过浇铸复合，具有结构柔性好，耐磨性好，硬度高。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种原生硬质多相复合导卫辊的制备方法，该方法制得的原生硬质相复合耐磨轧钢导卫辊的表面复合材料由硬质相、融合相、金属基相和金属副相通过浇铸复合而成，具体包括下列步骤：

步骤一，金属基相的加工，选用铸钢棒材，通过机械加工工艺制成辊芯，沿辊芯轴线方向的表面均布开有槽道，得到辊芯基件；

步骤二，金属副相的制备：采用质量分数为40～45％的Cr12MoV冷作模具钢废料、10～15％的1Cr18Ni9Ti、1.0～1.5％的金属铝、0.5～0.82％的RE、1.0～1.2％的硼铁、1.8～2.0％的氮化铬铁、1.6～1.8％的硅钙钡合金和0.6～0.8％的稀土镁硅铁合金配料，余量为Q235废钢；在中频感应电炉内混合加热熔化，室温静置1-2h后，出炉入浇包；

步骤三，金属基相与金属副相的复合：当金属副相的钢液温度降至1450～1470℃时，将钢液浇入金属基相上，保温4～6小时后，炉冷至温度低于500℃后空冷至室温，得到第一复合体；

步骤四，将融合相熔敷在第一复合体的表面，得到第二复合体；

步骤五，在第二复合体的表面复合硬质相，硬质相为合金粉芯丝/带材骨架，第二复合体表面上编织出一定厚度的合金粉芯丝/带材骨架，并通过绑扎或焊接的方法在轧辊芯部表面固定，形成预制件，合金粉芯丝/带材骨架的实际体积占浇铸复合层总体积的20％～80％；再将步骤二制成的钢液浇注在硬质相上，并且在中频感应电炉内进行加热，温度升到1450-1500℃后，每隔30min降温200-300℃，冷却至室温后制成导卫辊。

进一步地，所述融合相为Cr18Mn8Ni5N不锈钢粉末和WC粉末，通过激光熔覆的方式涂覆在第一复合体上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (2)

1.一种原生硬质多相复合导卫辊的制备方法，其特征在于，该方法制得的原生硬质相复合耐磨轧钢导卫辊的表面复合材料由硬质相、融合相、金属基相和金属副相通过浇铸复合而成，具体包括下列步骤：

步骤一，金属基相的加工，选用铸钢棒材，通过机械加工工艺制成辊芯，沿辊芯轴线方向的表面均布开有槽道，得到辊芯基件；

步骤二，金属副相的制备：采用质量分数为40～45％的Cr12MoV冷作模具钢废料、10～15％的1Cr18Ni9Ti、1.0～1.5％的金属铝、0.5～0.82％的RE、1.0～1.2％的硼铁、1.8～2.0％的氮化铬铁、1.6～1.8％的硅钙钡合金和0.6～0.8％的稀土镁硅铁合金配料，余量为Q235废钢；在中频感应电炉内混合加热熔化，室温静置1-2h后，出炉入浇包；

步骤三，金属基相与金属副相的复合：当金属副相的钢液温度降至1450～1470℃时，将钢液浇入金属基相上，保温4～6小时后，炉冷至温度低于500℃后空冷至室温，得到第一复合体；

步骤四，将融合相熔敷在第一复合体的表面，得到第二复合体；

步骤五，在第二复合体的表面复合硬质相，硬质相为合金粉芯丝/带材骨架，第二复合体表面上编织出一定厚度的合金粉芯丝/带材骨架，并通过绑扎或焊接的方法在轧辊芯部表面固定，形成预制件，合金粉芯丝/带材骨架的实际体积占浇铸复合层总体积的20％～80％；再将步骤二制成的钢液浇注在硬质相上，并且在中频感应电炉内进行加热，温度升到1450-1500℃后，每隔30min降温200-300℃，冷却至室温后制成导卫辊。

2.根据权利要求1所述的一种原生硬质多相复合导卫辊的制备方法，其特征在于，所述融合相为Cr18Mn8Ni5N不锈钢粉末和WC粉末，通过激光熔覆的方式涂覆在第一复合体上。