CN109692872B - 一种轧机滑板用复合钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种轧机滑板用复合钢板及其生产方法，钢板成分按重量百分比计，基板：C 0.07％～0.11％、Si 0.26％～0.34％、Mn1.10％～1.40％、P≤0.020％，S≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质；复板：C 0.16％～0.19％、Si 0.15％～0.25％、Mn 1.40％～1.60％、Mo 0.10％～0.15％、P≤0.020％，S≤0.015％，B 0.001％～0.003％、Als 0.005％～0.015％，其余为Fe及不可避免的杂质。生产方法包括铣磨、叠放组坯、预热、焊接、加热、轧制、冷却。组坯焊接无需真空处理，生产成本低、生产工艺简单、生产效率和可靠性高。
Description
技术领域
本发明属于材料加工领域，尤其涉及一种轧机滑板用复合钢板及其生产方法。
背景技术
金属材料的破坏主要有三种形式即断裂、腐蚀和磨损，由磨损造成的经济损失是相当惊人的，我国每年因球磨机磨球磨损消耗近200万吨，轧辊消耗近60万吨，特别是轧机滑板用耐磨复合钢板还主要依靠进口，我国低合金高强度耐磨钢的研究是在近年发展的具有良好的可加工性能和优良的耐磨性能，使用寿命是传统结构钢板的数倍，但轧机滑板的使用面需要具有高硬度和耐磨性，而支撑面需要有一定的韧性，故耐磨复合钢板是最佳解决方案。
专利《一种真空钎焊制造耐磨复合钢板的方法》(申请号：201110404244.2)，公开了一种采用真空钎焊制造耐磨复合钢板的方法：将陶瓷颗粒和钎料同松香和松节油混合的粘结剂放置在基材表面，通过高温烘烤使其粘结在基材钢板的表面，具有面硬度高的特点，但其该工艺生产的耐磨层不够致密，容易导致磨粒磨损和腐蚀磨损。
《一种制造硬质点耐磨复合钢板的方法及设备》(申请号：200910151942.9)公开了一种复层含有陶瓷、金刚石等硬质颗粒的复合钢板制造方法，将硬质颗粒放入事先加工好的熔池中，再通过滚轮碾压使其粘附在基材表面，具有较高的表面硬度，但其生产工艺较为复杂。
专利《一种耐热耐磨复合钢板及其制造方法》(申请号：201310287560.5)公开了一种具有优良耐热和耐磨性能的复合钢板，性能均匀、规格齐全，应用范围广，但其耐热层含有Cr26-28％、Ni11-15％，耐磨层含有C0.2-0.4％、Cr1.6-1.8％、Mo0.18-0.25％，使其生产成本较高不易推广，碳当量较高不易焊接。
由以上最接近的现有技术可知，目前可用于机械设备等构件的耐磨钢存在如下不足：
1、采用加工熔池和耐磨颗粒的方法，生产工序复杂；
2、生产工艺能耗大、成本高、生产节奏较低；
3、含有较高的Cr、Ni等合金元素，生产成本较高且不易焊接；
发明内容
发明的目的在于克服上述问题和不足而提供一种生产工艺简单、复层具有较高硬度，基材具有较高韧性和可焊性的轧机滑板用复合钢板及其生产方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种轧机滑板用复合钢板，所述复合钢板的基板成分按重量百分比计如下：C：0.07％～0.11％、Si：0.26％～0.34％、Mn：1.10％～1.40％、P≤0.020％，S≤0.005％，其余为Fe以及不可避免的杂质；所述复合钢板的复板成分按重量百分比计如下：C：0.16％～0.19％、Si：0.15％～0.25％、Mn：1.40％～1.60％、Mo：0.10％～0.15％、P≤0.020％，S≤0.015％，B：0.001％～0.003％、Als：0.005％～0.015％，其余为Fe以及不可避免的杂质。
本发明成分设计理由如下：
C：是影响钢板组织性能的关键元素，其变化幅度很大，碳含量不同可获得硬度和韧性的不同匹配关系，也是提高钢材硬度最便宜最直接的元素，但是高碳合金硬度高而韧性不足，也不利于结构件的焊接，低碳合金韧性较高而硬度偏低，本发明确定最适合的复层钢板碳含量0.16％～0.19％、基层钢板碳含量0.07％～0.11％。
Si：硅是炼钢脱氧的必要元素，具有一定固溶强化的作用。也能抑制第一类回火脆性，改善马氏体的回火稳定性，提高回火温度，获得较好性能，本发明复层钢板硅的含量范围为0.15％～0.25％、基层钢板硅含量0.26％～0.34％；
Mn：锰是提高强度和韧性的主要元素，能显著提高钢淬透性的元素，成本十分低廉，是主要添加元素，但Mn过高会使钢的延展性降低，本发明的复层钢板锰含量限定在1.40％～1.60％、基层钢板锰含量1.10％～1.40％；
Mo是提高钢强度和淬透性的有效元素，但是Mo的价格较高，本发明复层钢板Mo控制在0.10％～0.15％；
Al：铝是脱氧元素，可以作为AlN形成元素，有效地细化晶粒，为了达到很好的脱氧效果本发明的复层钢板Al含量的范围为Al0.005％～0.015％；
B能显著提高钢材的淬透性，但会降低钢材的冲击功，本发明的复层钢板B的含量为0.001％～0.003％；
钢中杂质元素的控制可以减少杂质元素的有害作用特别是对冲击韧性的影响，但控制的太低则迅速提高炼钢成本，故本发明复层P≤0.020％，S≤0.015％，基层P≤0.020％，S≤0.005％。
本发明提供的技术方案之二是一种轧机滑板用复合钢板的生产方法，包括坯料表面铣磨、叠放组坯、预热、焊接、再加热、轧制、冷却，
基层钢板和复层钢板经铣磨后，将铣磨面相对叠放在一起经预热到150℃～200℃后直接将接触面的四周进行焊接。预热到150℃～200℃，以去除接触面的水汽、降低缝隙中空气密度和氧含量，再将接触面的四周进行焊接，焊接封口处留φ5-30mm孔洞，再用铝条将孔洞封堵，可以防止660℃以下加热过程中接触面氧化。而660℃以上铅条融化，将内部高压气体排除，可以防止钢板鼓包和轧制过程中爆裂；该方法无需在真空室中焊接，也无需在焊后抽真空，极大的增加了工作效率，降低设备投入和占地面积。
进一步的，复层钢板和基层钢板铣磨后铣磨面粗糙度Ra不大于10um；轧制时复层钢板在下，基层钢板在上，板坯再加热温度1200℃～1220℃，板坯开轧温度1170℃～1190℃，道次压下率≥21％，轧后仅对下侧的复层金属进行喷水冷却，开冷温度在880℃～910℃，冷却速度在12℃/s～20℃/s，返红温度在180℃～250℃。最终得到复层硬度大于等于HB400，基层0℃冲击大于等于100J和碳当量小于等于0.38％的复合钢板。
应用本发明提供的技术方案有益效果在于：
(1)复层具有较高的硬度(大于等于HB400)、基材具有较好的韧性(0℃冲击大于等于100J)和较低的碳当量(小于等于0.34％)；
(2)复合钢板组坯焊接无需真空处理，生产成本低、生产工艺简单、生产效率和可靠性高；
(3)结合界面抗剪强度大于等于400Mpa。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明。
坯料表面铣磨、叠放组坯、预热、焊接、再加热、轧制、冷却。其特征在于：基层钢板和复层钢板经铣磨后，将铣磨面相对叠放在一起的后经预热到150℃～200℃直接将接触面的四周进行焊接，焊接封口处留φ5～30mm孔洞，再用铝条将孔洞封堵。
轧制前分别对复层钢板和基层钢板的一个表面利用铣床进行铣磨处理，铣磨后粗糙度Ra不大于10um。轧制时复层钢板在下，基层钢板在上，板坯再加热温度1200℃～1220℃，板坯开轧温度1170℃～1190℃，道次压下率≥21％，轧后仅对下侧的复层金属进行喷水冷却，开冷温度在880℃～910℃，冷却速度在12℃/s～20℃/s，返红温度在180℃～250℃。本发明事实龙岗的成分见表1。本发明实施例钢主要工艺参数及性能见2。
表1本发明实施例钢的成分(wt％)
注：余量为Fe及不可避免的微量杂质
表2本发明实施例钢主要工艺参数及性能
为了表述本发明，在上述中通过实施例对本发明恰当且充分地进行了说明，以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (1)
1.一种轧机滑板用复合钢板，其特征在于，所述复合钢板的基层钢板成分按重量百分比计如下：C：0.07%～0.11%、Si：0.26%～0.34%、Mn：1.10%～1.40%、P≤0.020%，S≤0.005%，其余为Fe及不可避免的杂质；所述复合钢板的复层钢板按重量百分比计如下：C：0.16%～0.19%、Si：0.15%～0.25%、Mn：1.40%～1.60%、Mo：0.10%～0.15%、P≤0.020%，S≤0.015%，B：0.001%～0.003%、Als：0.005%～0.015%，其余为Fe及不可避免的杂质；
所述轧机滑板用复合钢板的生产方法，包括基层钢板和复层钢板表面铣磨、叠放组坯、预热、焊接、加热、轧制、冷却，分别对复层钢板和基层钢板的一个表面进行铣磨处理，将铣磨面相对叠放在一起经预热到150℃～200℃后直接将接触面的四周进行焊接，焊接封口处留φ5-30mm孔洞，再用铝条将孔洞封堵；
所述复层钢板和基层钢板铣磨后铣磨面粗糙度Ra不大于10um；轧制时复层钢板在下，基层钢板在上，板坯再加热温度1200℃～1220℃，板坯开轧温度1170℃～1190℃，道次压下率≥21%，轧后仅对下侧的复层钢板金属进行喷水冷却，开冷温度在880℃～910℃，冷却速度在12℃/s～20℃/s，返红温度在180℃～250℃。
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