CN108624799B - 一种复合金属导卫导轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合金属导卫导轮,包括导卫导轮，所述导卫导轮包括第一金属层1，所述第一金属层1的化学成分及其质量百分含量(％)为：C：1.65‑1.83％，Cr：13.5‑16.3％，B：6.5‑7.5％，Mo：1.33‑1.57％，Mn：3.65‑3.77％，Al：0.43‑0.68％，RE：0.135‑0.146％，Mg：0.078‑0.092％，V：0.223‑0.310％，N：0.045‑0.053％；本发明通过对导卫导轮的组分选用，以及对其经过各个步骤的处理，能够得到一种耐磨性能好，抗高温能力强的金属导卫导轮，而通过碳化物复合材料的选用，使得本发明的成本不会因为追求性能而造价过高。

Description

一种复合金属导卫导轮
技术领域
本发明属于导卫导轮领域，涉及一种复合金属，具体是一种复合金属导卫导轮。
背景技术
导卫就是指在型钢轧制过程中，安装在轧辊孔型前后帮助轧件按既定的方向和状态准确地、稳定地进入和导出轧辊孔型的装置；而导卫具备下述优点：可以去除轧件的氧化铁皮，可以使轧件表面更光滑；可以增加轧件表面强度；同时也能使得轧钢过程更安全、更稳定；
而随着轧制速度的提升，滑动导卫装置逐渐被导轮所取代；由于导轮工作条件恶劣，因此要求导轮既要有较高的韧性、抗热疲劳性、耐蚀以及抗氧化能力，又要具有高硬度的耐磨性；
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合金属导卫导轮。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种复合金属导卫导轮，包括导卫导轮，所述导卫导轮包括第一金属层1，所述第一金属层1的化学成分及其质量百分含量(％)为：
C：1.65-1.83％，Cr：13.5-16.3％，B：6.5-7.5％，Mo：1.33-1.57％，Mn：3.65-3.77％，Al：0.43-0.68％，RE：0.135-0.146％，Mg：0.078-0.092％，V：0.223-0.310％，N：0.045-0.053％，Ti：0.33-0.45％，Co：0.22～0.34％，Cu：0.25～0.36％，W：0.2～0.36％，Nb：0.065-0.120％，并且0.395％≤Ti+Nb≤0.57％，Si＜1.3％，S＜0.032％，P＜0.045％，余量为Fe和陶瓷粉末；
所述第一金属层由下述步骤制备得到：
步骤一，将上述各质量分的原料炉前调整成分合格之后，放入熔炉混合加热融化，之后再将钢水温度升至1600℃，扒渣后出炉；
步骤二，将含V量为70-85wt％、含N量为15-30wt％的V-N合金破碎至粒度为3-8mm的小块，用厚度小于0.8mm钢片包裹严实，出钢40-60％时，将包裹好的V-N合金随钢水冲入浇包；
步骤三，将稀土镁合金磨粒度0.01-0.5mm的小块，经220℃以下烘干后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理；
步骤四，对导卫导轮的第一金属层进行浇注，钢水浇注温度1450℃；
步骤五，对第一金属层进行热处理，对热处理之后的第一金属层进行加工至指定尺寸。
进一步地，所述导卫导轮的化学成分及其质量百分含量(％)为：C：1.75，Cr：15.5，B：7.0，Mo：1.45，Mn：3.70，Al：0.55，RE：0.140，Mg：0.088，V：0.25，N：0.05，Ti：0.42，Co：0.28，Cu：0.31，W：0.32，Nb：0.088，Si＜1.3，S＜0.032，P＜0.045，余量为Fe和陶瓷粉末。
进一步地，所述Fe和陶瓷粉末质量百分比为10:1.5。
进一步地，所述步骤五中对第一金属层的热处理工艺为：
S1：将铸态第一金属层于880-920℃软化退火2-4h后，炉冷至温度为500-550℃时，空冷，然后进行粗加工；
S2：再将粗加工后的第一金属层加热至980-1020℃，保温1-4h；
S3：在温度低于60℃的淬火油中冷却0.5-2.0h，淬火油与第一金属层的质量比≥10：1；
S4：最后加热至180-220℃，保温3-6h后，空气冷却至室温，加工至规定尺寸和精度。
本发明的有益效果：本发明通过对导卫导轮的组分选用，以及对其经过各个步骤的处理，能够得到一种耐磨性能好，抗高温能力强的金属导卫导轮，而通过碳化物复合材料的选用，一方面使得本发明的综合性能佳，另一方面选材也简单，成本不会因为追求性能而导致造价过高；本发明中的导卫导轮能够在告诉运转的时候能够最大程度的避免遭到损坏；本发明简单有效，且易于实用。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的复合金属导轮内部结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种复合金属导卫导轮，所述导卫导轮包括第一金属层1，所述第一金属层1外端熔覆有一层保护合金层2，所述第一金属层1与保护合金层2间隙配合；
所述第一金属层1的化学成分及其质量百分含量(％)为：C：1.65-1.83％，Cr：13.5-16.3％，B：6.5-7.5％，Mo：1.33-1.57％，Mn：3.65-3.77％，Al：0.43-0.68％，RE：0.135-0.146％，Mg：0.078-0.092％，V：0.223-0.310％，N：0.045-0.053％，Ti：0.33-0.45％，Co：0.22～0.34％，Cu：0.25～0.36％，W：0.2～0.36％，Nb：0.065-0.120％，并且0.395％≤Ti+Nb≤0.57％，Si＜1.3％，S＜0.032％，P＜0.045％，余量为Fe和陶瓷粉末。
所述导卫导轮的化学成分及其质量百分含量(％)为：C：1.75，Cr：15.5，B：7.0，Mo：1.45，Mn：3.70，Al：0.55，RE：0.140，Mg：0.088，V：0.25，N：0.05，Ti：0.42，Co：0.28，Cu：0.31，W：0.32，Nb：0.088，Si＜1.3，S＜0.032，P＜0.045，余量为Fe和陶瓷粉末。
所述Fe和陶瓷粉末质量百分比为10:1.5。
所述第一金属层由下述步骤制备得到：
步骤一，将上述各质量分的原料炉前调整成分合格之后，放入熔炉混合加热融化，之后再将钢水温度升至1600℃，扒渣后出炉；
步骤二，将含V量为70-85wt％、含N量为15-30wt％的V-N合金破碎至粒度为3-8mm的小块，用厚度小于0.8mm钢片包裹严实，出钢40-60％时，将包裹好的V-N合金随钢水冲入浇包；
步骤三，将稀土镁合金磨粒度0.01-0.5mm的小块，经220℃以下烘干后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理；
步骤四，对导卫导轮的第一金属层进行浇注，钢水浇注温度1450℃；
步骤五，对第一金属层进行热处理，对热处理之后的第一金属层进行加工至指定尺寸；
第一金属层的热处理工艺为：将铸态第一金属层于880-920℃软化退火2-4h后，炉冷至温度为500-550℃时，空冷，然后进行粗加工；再将粗加工后的第一金属层加热至980-1020℃，保温1-4h后，在温度低于60℃的淬火油中冷却0.5-2.0h，淬火油与第一金属层的质量比≥10：1，最后加热至180-220℃，保温3-6h后，空气冷却至室温，加工至规定尺寸和精度。
所述保护合金层2的化学成分及其质量百分含量(％)为：
22.4-33.5％钨、0.75-1.45％碳、15.6-16.7％铜、5.6-6.7％钴、余量为铁；S＜0.032，P＜0.045；
步骤一：将粒径5.6-8微米，纯度为99.98％的钨粉在氢气环境下进行还原处理，还原处理温度为860±10℃，并且保温1h；
步骤二：同时将粒径0.074微米，纯度为99.8％的电解铜粉也在氢气环境下进行还原处理，还原处理温度为300±10℃，并且保温1h；
步骤三：把还原后的钨粉和铜粉按质量比8:2.5均匀混合；
步骤四：然后加入1.35％质量份数的钴粉作为活化剂，混合均匀后烘干；
步骤五：配料完成后，采用50t四柱压力机进行压制成型得到保护合金层2；
步骤六：对保护合金层2进行高温渗碳处理；
所述步骤六中高温渗碳处理包括如下步骤：
S1：将制得的保护合金层用汽油洗净除去表面污物，酒精冲洗后晾干；
S2：装入石墨舟内，填满石墨粉，轻轻压实后；
S3：将保护合金层装入专门的烧结碳化炉中，在1250℃下渗碳4h；
S4：然后对保护金属层随炉冷却至低于100℃后出炉。
本发明通过对导卫导轮的组分选用，以及对其经过各个步骤的处理，能够得到一种耐磨性能好，抗高温能力强的金属导卫导轮，而通过碳化物复合材料的选用，一方面使得本发明的综合性能佳，另一方面选材也简单，成本不会因为追求性能而导致造价过高；本发明中的导卫导轮能够在告诉运转的时候能够最大程度的避免遭到损坏；本发明简单有效，且易于实用。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种复合金属导卫导轮，所述导卫导轮包括第一金属层(1)，其特征在于，所述第一金属层(1)的化学成分及其质量百分含量(％)为：
C：1.75，Cr：15.5，B：7.0，Mo：1.45，Mn：3.70，Al：0.55，RE：0.140，Mg：0.088，V：0.25，N：0.05，Ti：0.42，Co：0.28，Cu：0.31，W：0.32，Nb：0.088，Si＜1.3，S＜0.032，P＜0.045，余量为Fe和陶瓷粉末；
所述第一金属层由下述步骤制备得到：
步骤一，将上述各质量分的原料炉前调整成分合格之后，放入熔炉混合加热融化，之后再将钢水温度升至1600℃，扒渣后出炉；
步骤二，将含V量为70-85wt％、含N量为15-30wt％的V-N合金破碎至粒度为3-8mm的小块，用厚度小于0.8mm钢片包裹严实，出钢40-60％时，将包裹好的V-N合金随钢水冲入浇包；
步骤三，将稀土镁合金磨粒度0.01-0.5mm的小块，经220℃以下烘干后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理；
步骤四，对导卫导轮的第一金属层进行浇注，钢水浇注温度1450℃；
步骤五，对第一金属层进行热处理，对热处理之后的第一金属层进行加工至指定尺寸；
所述Fe和陶瓷粉末质量百分比为10:1.5；
所述步骤五中对第一金属层的热处理工艺为：
S1：将铸态第一金属层于880-920℃软化退火2-4h后，炉冷至温度为500-550℃时，空冷，然后进行粗加工；
S2：再将粗加工后的第一金属层加热至980-1020℃，保温1-4h；
S3：在温度低于60℃的淬火油中冷却0.5-2.0h，淬火油与第一金属层的质量比≥10：1；
S4：最后加热至180-220℃，保温3-6h后，空气冷却至室温，加工至规定尺寸和精度；
所述第一金属层(1)外端熔覆有一层保护合金层(2)，所述第一金属层(1)与保护合金层(2)间隙配合；
所述保护合金层(2)的化学成分及其质量百分含量(％)为：
22.4-33.5％钨、0.75-1.45％碳、15.6-16.7％铜、5.6-6.7％钴、余量为铁；S＜0.032，P＜0.045；
步骤一：将粒径5.6-8微米，纯度为99.98％的钨粉在氢气环境下进行还原处理，还原处理温度为860±10℃，并且保温1h；
步骤二：同时将粒径0.074微米，纯度为99.8％的电解铜粉也在氢气环境下进行还原处理，还原处理温度为300±10℃，并且保温1h；
步骤三：把还原后的钨粉和铜粉按质量比8:2.5均匀混合；
步骤四：然后加入1.35％质量份数的钴粉作为活化剂，混合均匀后烘干；
步骤五：配料完成后，采用50t四柱压力机进行压制成型得到保护合金层(2)；
步骤六：对保护合金层(2)进行高温渗碳处理；
所述步骤六中高温渗碳处理包括如下步骤：
S1：将制得的保护合金层用汽油洗净除去表面污物，酒精冲洗后晾干；
S2：装入石墨舟内，填满石墨粉，轻轻压实后；
S3：将保护合金层装入专门的烧结碳化炉中，在1250℃下渗碳4h；
S4：然后对保护金属层随炉冷却至低于100℃后出炉。
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CN101549360A (zh) * 2009-04-03 2009-10-07 北京工业大学 一种高硼铸造合金导卫及其热处理方法
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