CN112547224A - 一种耐磨磨辊 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种耐磨磨辊，基体层的主要化学成分为：C 0.22～0.28％、Si 0.90～1.20％、Mn 0.80～1.10％、Re 0.01～0.03％、Cr 0.80～1.10％；打底焊层的主要化学成分为：C 0.4～0.5％，Si 1.0～1.5％，Cr 15～25％，Ni 8～12％，Mn 0.09～1.1％，Ti 0.05～0.2％；耐磨焊层的主要化学成分为：C 0.4～0.5％，Si 1.0～1.5％，Cr 15％～25％，Ni 8～12％，Mn 0.09～1.1％，Nb 0.4～0.8％，Ti 0.3～0.6％，W 2～3％。本发明的磨辊耐磨性能好，使用寿命长。

Description

一种耐磨磨辊
技术领域
本发明涉及堆焊材料技术领域，尤其涉及一种耐磨磨辊。
背景技术
粉磨装置是冶金、矿山、水泥、化工等行业广泛使用的重要设备之一，而磨辊与挤压辊是粉磨设备的关键部件。在使用过程中，其由于磨损极易损耗，增加了成本。因此，改进磨辊材质、提高其使用寿命已成为世界各国新材料领域研究发展的重点。
目前，在磨辊制造领域，一般采用高硬度、高耐磨性、高耐冲击性的焊丝材料对磨辊表面进行堆焊处理，提高磨辊的耐磨性。磨辊表面磨损后，继续采用堆焊的方式对其进行修复，但修复量大、效率低。
因此，有必要提供一种耐磨性能好、使用寿命长的耐磨磨辊，减少堆焊频率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种耐磨磨辊，用以解决现有技术中磨辊耐磨性能差、使用寿命短的技术问题。
本发明提供一种耐磨磨辊，包括基体层、打底焊层和耐磨焊层；其中，
基体层的化学成分重量百分比为：C:0.22％～0.28％、Si:0.90％～1.20％、Mn:0.80％～1.10％、Re:0.01％～0.03％、S:允许残余含量≤0.035％、P:允许残余含量≤0.035％、Cr:0.80％～1.10％，余量为Fe；
打底焊层的化学成分重量百分比为：C:0.4％～0.5％，Si:1.0％～1.5％，Cr:15％～25％，Ni:8％～12％，S:≤0.015％，P:≤0.020％，Mn:0.09％～1.1％，Ti:0.05％～0.2％，余量为Fe；
耐磨焊层的化学成分重量百分比为：C:0.4％～0.5％，Si:1.0％～1.5％，Cr:15％～25％，Ni:8％～12％，S:≤0.015％，P:≤0.020％，Mn:0.09％～1.1％，Nb:0.4％～0.8％，Ti:0.3％～0.6％，W:2％～3％，余量为Fe。
进一步地，基体层的化学成分重量百分比为：C:0.25％、Si:1.1％、Mn:0.9％、Re:0.025％、S:0.012％、P:0.009％、Cr:0.9％，余量为Fe。
进一步地，打底焊层的化学成分重量百分比为：C:0.42％，Si:1.2％，Cr:22％，Ni:10％，S:0.005％，P:0.003％，Mn:0.6％，Ti:0.12％，余量为Fe。
进一步地，耐磨焊层的化学成分重量百分比为：C:0.45％，Si:1.2％，Cr:18％，Ni:10％，S:0.006％，P:0.002％，Mn:0.3％，Nb:0.5％，Ti:0.5％，W:2.3％，余量为Fe。
进一步地，耐磨焊层中，Nb、Ti、W三者的质量关系满足以下条件：(Nb+Ti):W＝1：(2～3)。
进一步地，耐磨焊层厚度占打底焊层和耐磨焊层的总厚度的15％～100％。
更进一步地，耐磨焊层厚度占打底焊层和耐磨焊层的总厚度的15％～35％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明基体层通过加入Re能够提高强度、减少脱焊，提高耐磨性能；打底焊层以及耐磨焊层通过加入较多的Cr，可焊性好，同时提高了各层间的结合力，降低脱焊可能性；本发明通过调节各层的化学组成以及厚度，能够使所得磨辊具有优异的力学性能和耐磨性能，且降低了生产成本；本发明的磨辊耐磨性能好，使用寿命长。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种耐磨磨辊，包括基体层、打底焊层和耐磨焊层。
基体层的化学成分重量百分比为：C:0.22％～0.28％、Si:0.90％～1.20％、Mn:0.80％～1.10％、Re:0.01％～0.03％、S:允许残余含量≤0.035％、P:允许残余含量≤0.035％、Cr:0.80％～1.10％，余量为Fe。通过加入Re能够提高强度、减少脱焊，提高耐磨性能；同时通过将基底层的化学成分控制在上述范围内，所得基体层的屈服强度为700～850MPa，具有良好的可焊性。优选地，基体层的化学成分重量百分比为：C:0.25％、Si:1.1％、Mn:0.9％、Re:0.025％、S:0.012％、P:0.009％、Cr:0.9％，余量为Fe；
打底焊层的化学成分重量百分比为：C:0.4％～0.5％，Si:1.0％～1.5％，Cr:15％～25％，Ni:8％～12％，S:≤0.015％，P:≤0.020％，Mn:0.09％～1.1％，Ti:0.05％～0.2％，余量为Fe；优选地，打底焊层的化学成分重量百分比为C:0.42％，Si:1.2％，Cr:22％，Ni:10％，S:0.005％，P:0.003％，Mn:0.6％，Ti:0.12％，余量为Fe；焊接厚度为10～30mm，优选为15～25mm，进一步为20mm。
耐磨焊层的化学成分重量百分比为：C:0.4％～0.5％，Si:1.0％～1.5％，Cr:15％～25％，Ni:8％～12％，S:≤0.015％，P:≤0.020％，Mn:0.09％～1.1％，Nb:0.4％～0.8％，Ti:0.3％～0.6％，W:2％～3％，余量为Fe。进一步的，耐磨焊层中，Nb、Ti、W三者的质量关系满足以下条件：(Nb+Ti):W＝1：(2～3)，更进一步为1:2.3。本发明通过将Nb、Ti、W三者的质量控制在该范围内，能够充分发挥三者的协同作用，显著提高耐磨磨辊的耐磨性能。优选地，耐磨焊层的化学成分重量百分比为：C:0.45％，Si:1.2％，Cr:18％，Ni:10％，S:0.006％，P:0.002％，Mn:0.3％，Nb:0.5％，Ti:0.5％，W:2.3％，余量为Fe；焊接厚度为3～10mm，优选为5～8mm，进一步为6mm。
本发明中，耐磨焊层厚度占打底焊层和耐磨焊层的总厚度的15％～100％，进一步为15％～35％，优选为20％～25％。本发明通过严格控制打底焊层和耐磨焊层的厚度，能在尽量降低成本的基础上获得最优的性能。
本发明的打底焊层以及耐磨焊层通过加入较多的Cr，可焊性好，同时提高了各层间的结合力，降低脱焊可能性；本发明通过调节各层的化学组成以及厚度，能够使所得磨辊具有优异的力学性能和耐磨性能，且降低了生产成本。
本发明所得耐磨磨辊的表面硬度值为64～72HRC，抗拉强度为1200～1450MPa，将耐磨磨辊装载在辊磨机上，磨辊和磨盘间的压力为300MPa，转速为500r/min，对水泥进行挤压磨粉作业，连续工作1000h后，磨辊耐磨层损失率为3～5％。
实施例1
本实施例提供了一种耐磨磨辊，包括基体层、打底焊层和耐磨焊层；
基体层的化学成分重量百分比为：C:0.25％、Si:1.1％、Mn:0.9％、Re:0.025％、S:0.012％、P:0.009％、Cr:0.9％，余量为Fe；
打底焊层的化学成分重量百分比为：C:0.42％，Si:1.2％，Cr:22％，Ni:10％，S:0.005％，P:0.003％，Mn:0.6％，Ti:0.12％，余量为Fe；焊接厚度为20mm；
耐磨焊层的化学成分重量百分比为：C:0.45％，Si:1.2％，Cr:18％，Ni:10％，S:0.006％，P:0.002％，Mn:0.3％，Nb:0.5％，Ti:0.5％，W:2.3％，余量为Fe；焊接厚度为6mm。
实施例2
本实施例提供了一种耐磨磨辊，包括基体层、打底焊层和耐磨焊层；
基体层的化学成分重量百分比为：C:0.22％、Si:1.2％、Mn:1.1％、Re:0.03％、S:0.013％、P:0.01％、Cr:0.8％，余量为Fe；
打底焊层的化学成分重量百分比为：C:0.4％，Si:1％，Cr:25％，Ni:8％，S:0.005％，P:0.005％，Mn:0.09％，Ti:0.05％，余量为Fe；焊接厚度为15mm；
耐磨焊层的化学成分重量百分比为：C:0.4％，Si:1％，Cr:25％，Ni:8％，S:0.003％，P:0.005％，Mn:0.09％，Nb:0.4％，Ti:0.3％，W:2％，余量为Fe；焊接厚度为8mm。
实施例3
本实施例提供了一种耐磨磨辊，包括基体层、打底焊层和耐磨焊层；
基体层的化学成分重量百分比为：C:0.28％、Si:0.9％、Mn:0.8％、Re:0.01％、S:0.018％、P:0.012％、Cr:1.1％，余量为Fe；
打底焊层的化学成分重量百分比为：C:0.5％，Si:1.5％，Cr:15％，Ni:12％，S:0.006％，P:0.002％，Mn:1.1％，Ti:0.2％，余量为Fe；焊接厚度为25mm；
耐磨焊层的化学成分重量百分比为：C:0.5％，Si:1.5％，Cr:15％，Ni:12％，S:0.008％，P:0.005％，Mn:1.1％，Nb:0.8％，Ti:0.6％，W:3％，余量为Fe；焊接厚度为5mm。
实施例4
本实施例提供了一种耐磨磨辊，包括基体层、打底焊层和耐磨焊层；
基体层的化学成分重量百分比为：C:0.25％、Si:1.1％、Mn:0.9％、Re:0.025％、S:0.012％、P:0.009％、Cr:0.9％，余量为Fe；
打底焊层的化学成分重量百分比为：C:0.42％，Si:1.2％，Cr:22％，Ni:10％，S:0.005％，P:0.003％，Mn:0.6％，Ti:0.12％，余量为Fe；焊接厚度为16mm；
耐磨焊层的化学成分重量百分比为：C:0.45％，Si:1.2％，Cr:18％，Ni:10％，S:0.006％，P:0.002％，Mn:0.3％，Nb:0.5％，Ti:0.5％，W:2.3％，余量为Fe；焊接厚度为10mm。
对比例1
本对比例提供了一种耐磨磨辊，包括基体层、打底焊层和耐磨焊层；
基体层的化学成分重量百分比为：C:0.25％、Si:1.1％、Mn:0.9％、S:0.012％、P:0.009％、Cr:0.9％，余量为Fe；
打底焊层的化学成分重量百分比为：C:0.42％，Si:1.2％，Cr:22％，Ni:10％，S:0.005％，P:0.003％，Mn:0.6％，Ti:0.12％，余量为Fe；焊接厚度为20mm；
耐磨焊层的化学成分重量百分比为：C:0.45％，Si:1.2％，Cr:18％，Ni:10％，S:0.006％，P:0.002％，Mn:0.3％，Nb:0.5％，Ti:0.5％，W:2.3％，余量为Fe；焊接厚度为6mm。
对比例2
本对比例提供了一种耐磨磨辊，包括基体层、打底焊层和耐磨焊层；
基体层的化学成分重量百分比为：C:0.25％、Si:1.1％、Mn:0.9％、Re:0.025％、S:0.012％、P:0.009％、Cr:0.9％，余量为Fe；
打底焊层的化学成分重量百分比为：C:0.42％，Si:1.2％，Cr:22％，Ni:10％，S:0.005％，P:0.003％，Mn:0.6％，Ti:0.12％，余量为Fe；焊接厚度为20mm；
耐磨焊层的化学成分重量百分比为：C:0.45％，Si:1.2％，Cr:18％，Ni:10％，S:0.006％，P:0.002％，Mn:0.3％，Nb:0.5％，Ti:0.5％，W:3.2％，余量为Fe；焊接厚度为6mm。
对比例3
本对比例提供了一种耐磨磨辊，包括基体层、打底焊层和耐磨焊层；
基体层的化学成分重量百分比为：C:0.25％、Si:1.1％、Mn:0.9％、Re:0.025％、S:0.012％、P:0.009％、Cr:0.9％，余量为Fe；
打底焊层的化学成分重量百分比为：C:0.42％，Si:1.2％，Cr:22％，Ni:10％，S:0.005％，P:0.003％，Mn:0.6％，Ti:0.12％，余量为Fe；焊接厚度为20mm；
耐磨焊层的化学成分重量百分比为：C:0.45％，Si:1.2％，Cr:18％，Ni:10％，S:0.006％，P:0.002％，Mn:0.3％，Nb:0.5％，Ti:0.5％，W:1.8％，余量为Fe；焊接厚度为6mm。
对比例4
本对比例提供了一种耐磨磨辊，包括基体层、打底焊层和耐磨焊层；
基体层的化学成分重量百分比为：C:0.25％、Si:1.1％、Mn:0.9％、Re:0.025％、S:0.012％、P:0.009％、Cr:0.9％，余量为Fe；
打底焊层的化学成分重量百分比为：C:0.42％，Si:1.2％，Cr:22％，Ni:10％，S:0.005％，P:0.003％，Mn:0.6％，Ti:0.12％，余量为Fe；焊接厚度为22.5mm；
耐磨焊层的化学成分重量百分比为：C:0.45％，Si:1.2％，Cr:18％，Ni:10％，S:0.006％，P:0.002％，Mn:0.3％，Nb:0.5％，Ti:0.5％，W:2.3％，余量为Fe；焊接厚度为3.5mm。
试验组
对上述实施例实施例1～4和对比例1～4进行性能测试，结果见表1。
耐磨性能测试：将实施例1～4和对比例1～4所得耐磨磨辊装载在辊磨机上，磨辊和磨盘间的压力为300MPa，转速为500r/min，对水泥进行挤压磨粉作业，连续工作1000h后，测磨辊耐磨层损失率。
表1
Figure BDA0002802558710000081
由表1可以看出，本发明实施例1～4所得耐磨磨辊具有优异的耐磨性能，从而最终有利于提高磨辊的使用寿命。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐磨磨辊，其特征在于，包括基体层、打底焊层和耐磨焊层；其中，
所述基体层的化学成分重量百分比为：C:0.22％～0.28％、Si:0.90％～1.20％、Mn:0.80％～1.10％、Re:0.01％～0.03％、S:允许残余含量≤0.035％、P:允许残余含量≤0.035％、Cr:0.80％～1.10％，余量为Fe；
所述打底焊层的化学成分重量百分比为：C:0.4％～0.5％，Si:1.0％～1.5％，Cr:15％～25％，Ni:8％～12％，S:≤0.015％，P:≤0.020％，Mn:0.09％～1.1％，Ti:0.05％～0.2％，余量为Fe；
所述耐磨焊层的化学成分重量百分比为：C:0.4％～0.5％，Si:1.0％～1.5％，Cr:15％～25％，Ni:8％～12％，S:≤0.015％，P:≤0.020％，Mn:0.09％～1.1％，Nb:0.4％～0.8％，Ti:0.3％～0.6％，W:2％～3％，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述耐磨磨辊，其特征在于，所述基体层的化学成分重量百分比为：C:0.25％、Si:1.1％、Mn:0.9％、Re:0.025％、S:0.012％、P:0.009％、Cr:0.9％，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述耐磨磨辊，其特征在于，所述打底焊层的化学成分重量百分比为：C:0.42％，Si:1.2％，Cr:22％，Ni:10％，S:0.005％，P:0.003％，Mn:0.6％，Ti:0.12％，余量为Fe。
4.根据权利要求1所述耐磨磨辊，其特征在于，所述耐磨焊层的化学成分重量百分比为：C:0.45％，Si:1.2％，Cr:18％，Ni:10％，S:0.006％，P:0.002％，Mn:0.3％，Nb:0.5％，Ti:0.5％，W:2.3％，余量为Fe。
5.根据权利要求1所述耐磨磨辊，其特征在于，所述耐磨焊层中，Nb、Ti、W三者的质量关系满足以下条件：(Nb+Ti):W＝1：(2～3)。
6.根据权利要求1所述耐磨磨辊，其特征在于，所述耐磨焊层厚度占打底焊层和耐磨焊层的总厚度的15％～100％。
7.根据权利要求6所述耐磨磨辊，其特征在于，所述耐磨焊层厚度占打底焊层和耐磨焊层的总厚度的15％～35％。
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