CN114850434B - 铌钼冷硬合金复合辊的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了铌钼冷硬合金复合辊的生产工艺,包括以下步骤:用1.5吨中频炉将工作层原料熔炼调制工作层铁液,3吨中频炉将芯层原料熔炼调制芯部辊颈铁液;步骤四,以1350‑1370℃进行离心浇注工作层铁液,浇注结束,形成工作层;然后再静态填芯浇铸1375‑1385℃的芯部辊颈铁液形成芯层。本发明通过科研创新通过调整基体组织,再添加铌,钼,通过铁模离心激冷铸造,降低硬度落差,提高轧辊工作层硬度;本发明的碳含量充分的保证了金属和碳能形成稳定的网状碳化物,提高了轧辊的硬度和韧性。
Description
技术领域
本发明涉及复合辊技术领域,具体涉及铌钼冷硬合金复合辊的生产工艺。
背景技术
随着现代工业科技的发展,钢铁行业作为国家的支柱产业的重要性就更加突出了,各类工业用钢更加细化。对特种钢的生产轧制要求就更加规范严格了,以前钢材的轧制技术比较落后,对轧制过程中要求不高,可供选择的轧辊材质也比较单一,2000年左右随着离心铸造工艺用于轧辊,铸造工艺上了一个新的台阶,为各种合金组合制造轧辊工作层创造了多种可能,我公司正是通过自己的科研团队,反复调配,实验,优化,发明了不同于现有市场上的材质:铌钼冷硬合金复合辊,针对轧制角铁,小型钢的轧制特性研制,交付客户使用后,耐磨性明显增加,过钢量是其它材质的1.3倍。
目前行业轧制角钢,小型钢材常用的大多为镍铬钼球铁轧辊和镍铬钼无限冷硬轧辊,这两类轧辊作为轧制线棒材和带钢轧制使用还能基本达到要求,轧制角钢,小型钢就不太好用了,线棒材带钢普遍开槽不深,对工作层硬度有些落差影响不大,而轧制角钢,小型钢,所开孔型较深硬度落差大,就造成孔型外口和槽底硬度不一样,槽底部分较软,容易磨损,使用效果不理想,复合辊产品耐磨性、硬度差,基于此,本发明对其进一步的改进处理。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明的目的是提供铌钼冷硬合金复合辊的生产工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案:
本发明提供了铌钼冷硬合金复合辊的生产工艺,包括以下步骤:
步骤一,配制工作层原料:
称取以下重量百分比的原料:C 3.0-3.2%、Si 0.8-1.0%、Mn 0.5-0.6%、Cr1.0-1.2%、Nb 0.5-0.6%、改性Mo 0.6-0.7%、Ni 3.0-3.2%、改性碳纳米管0.2-0.7%、余量为Fe;
步骤二,配制芯层原料:
C 4.1-4.3%,Si 0.5-1.4%,Mn 0.15-0.25%,P 0.03-0.1%,S 0.02-0.04%、余量为Fe;
步骤三,用1.5吨中频炉将工作层原料熔炼调制工作层铁液,3吨中频炉将芯层原料熔炼调制芯部辊颈铁液;
步骤四,以1350-1370℃进行离心浇注工作层铁液,浇注结束,形成工作层;然后再静态填芯浇铸1375-1385℃的芯部辊颈铁液形成芯层;
步骤五,最后再进行热处理工艺,得到本发明的铌钼冷硬合金复合辊。
优选地,所述改性Mo的改性方法为:
S11:将Mo粉与总量10-20%的石墨烯混合,Mo粉混合料,然后经过酸处理,再水洗、干燥,得到石墨烯/Mo复合粉;
S12:将石墨烯/Mo复合粉加入5-7倍的丙三醇中进行超声处理,处理2-3min,处理功率为450-550W,然后按照球料比(9-11):1进行球磨处理,处理结束,得到球磨复合料;
S13:将35-45份球磨复合料加入到75-85份改性剂中混合改性处理,混合充分,水洗、干燥,得到改性Mo。
优选地,所述酸处理为Mo粉混合料、质量分数5-9%的盐酸溶液按照重量比1:5混合搅拌处理,处理结束,即可。
优选地,所述混合搅拌处理的转速为1500-1700r/min,处理时间为15-25min,处理温度为60-70℃。
优选地,所述S12中球磨处理的球磨转速为300-500r/min,球磨时间为35-45min。
优选地,所述改性剂包括以下重量份原料:
硅烷偶联剂KH172 10-20份、酒石酸1-5份、质量分数5%的氯化镧水溶液2-4份、十二烷基硫酸钠1-3份、乙醇35-45份。
本发明的发明人发现工作层原料未添加改性Mo,冲击韧性、耐磨性和硬度均发生显著降低,改性Mo的添加对产品性能改进具有显著效果;
而改性Mo采用Mo代替,产品耐磨性可得到改进,但冲击韧性、硬度下降;
此外,Mo的改性中,未添加石墨烯,冲击韧性性能也发生降低,但耐磨性得到提高,同时膨润土代替石墨烯,冲击韧性、耐磨性均发生变差现象;
因而改性Mo的改性方法不同,产品的韧性、耐磨性能和硬度可能会发生单一变强,或同时变差现象,产品性能都具有变差问题,但采用本发明的改性方法,能够使产品韧性、耐磨和硬度协调式增强。
优选地,所述改性碳纳米管的改性方法为:
将碳纳米管按照重量比1:5送入到浓硫酸中,以150-200r/min的转速搅拌10-20min,处理结束,水洗、干燥;
然后再将碳纳米管置于质子辐照箱内处理5-10min,处理功率为150-250W,处理结束,得到改性碳纳米管。
本发明的发明人发现改性碳纳米管的添加具有协配补强功效,能够进一步增强产品的韧性、耐磨和硬度性能;同时采用热处理工艺,产品的性能也得到协配式改进;
改性后的碳纳米管能够进一步的辅助Mo粉,提高其再组织中的分散性能,进一步的细化组织改善MC型碳化物分布,从而强化产品的韧性、耐磨和硬度性能。
优选地,所述步骤四离心浇注采用卧式离心机以750-770r/min的旋转15-17min后合箱,即可实现离心浇注。
优选地,所述热处理工艺的具体处理方法为:
S111:以20℃/1h的速率将温度从室温升至348-352℃,保温1.8-2.2h;
S112:然后以25℃/1h的速率升温至520℃,继续保温11-13h;
S113:最后再随炉冷至95-105℃,然后出炉,再水冷冷却,即可。
优选地,所述水冷冷却采用5-10℃的水进行冷却处理。
本发明的发明人发现S112操作步骤对产品的性能优化改进效果明显;同时发现,未采用水冷冷却,采用-5℃的水进行冷却处理,产品的性能优化效果下降,水冷温度以及水冷的使用对产品的热处理改进具有一定影响效果。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
本发明通过科研创新通过调整基体组织,再添加铌,钼,通过铁模离心激冷铸造,降低硬度落差,提高轧辊工作层硬度;本发明的碳含量充分的保证了金属和碳能形成稳定的网状碳化物,提高了轧辊的硬度和韧性,特别是添加了铌钼元素,铌(Nb)在元素周期表中属于VB族,原子序数41,原子量为92.9064体心立方晶体,常见化合价为+4.+5铌原子和一些原子半径小的的元素如碳,硅,硼等生成的化合物都有很高的硬度和熔点;钼主要起到细化组织改善MC型碳化物分布,提高材质的淬透性,基体组织细化了,材质在使用过程中自然韧性耐磨度就增加了,从而提高了轧辊的使用效果;
通过对钼进行改性,配合石墨烯改性处理,优化韧性、耐磨性能,同时加入的改性碳纳米管进一步的起到补强效果,增强产品的韧性、耐磨和硬度性能。
附图说明
图1为本发明的微观组织图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本实施例的铌钼冷硬合金复合辊的生产工艺,包括以下步骤:
步骤一,配制工作层原料:
称取以下重量百分比的原料:C 3.0-3.2%、Si 0.8-1.0%、Mn 0.5-0.6%、Cr1.0-1.2%、Nb 0.5-0.6%、改性Mo 0.6-0.7%、Ni 3.0-3.2%、改性碳纳米管0.2-0.7%、余量为Fe;
步骤二,配制芯层原料:
C 4.1-4.3%,Si 0.5-1.4%,Mn 0.15-0.25%,P 0.03-0.1%,S 0.02-0.04%、余量为Fe;
步骤三,用1.5吨中频炉将工作层原料熔炼调制工作层铁液,3吨中频炉将芯层原料熔炼调制芯部辊颈铁液;
步骤四,以1350-1370℃进行离心浇注工作层铁液,浇注结束,形成工作层;然后再静态填芯浇铸1375-1385℃的芯部辊颈铁液形成芯层;
步骤五,最后再进行热处理工艺,得到本发明的铌钼冷硬合金复合辊。
本实施例的改性Mo的改性方法为:
S11:将Mo粉与总量10-20%的石墨烯混合,Mo粉混合料,然后经过酸处理,再水洗、干燥,得到石墨烯/Mo复合粉;
S12:将石墨烯/Mo复合粉加入5-7倍的丙三醇中进行超声处理,处理2-3min,处理功率为450-550W,然后按照球料比(9-11):1进行球磨处理,处理结束,得到球磨复合料;
S13:将35-45份球磨复合料加入到75-85份改性剂中混合改性处理,混合充分,水洗、干燥,得到改性Mo。
本实施例的酸处理为Mo粉混合料、质量分数5-9%的盐酸溶液按照重量比1:5混合搅拌处理,处理结束,即可。
本实施例的混合搅拌处理的转速为1500-1700r/min,处理时间为15-25min,处理温度为60-70℃。
本实施例的S12中球磨处理的球磨转速为300-500r/min,球磨时间为35-45min。
本实施例的改性剂包括以下重量份原料:
硅烷偶联剂KH172 10-20份、酒石酸1-5份、质量分数5%的氯化镧水溶液2-4份、十二烷基硫酸钠1-3份、乙醇35-45份。
本实施例的改性碳纳米管的改性方法为:
将碳纳米管按照重量比1:5送入到浓硫酸中,以150-200r/min的转速搅拌10-20min,处理结束,水洗、干燥;
然后再将碳纳米管置于质子辐照箱内处理5-10min,处理功率为150-250W,处理结束,得到改性碳纳米管。
本实施例的步骤四离心浇注采用卧式离心机以750-770r/min的旋转15-17min后合箱,即可实现离心浇注。
本实施例的热处理工艺的具体处理方法为:
S111:以20℃/1h的速率将温度从室温升至348-352℃,保温1.8-2.2h;
S112:然后以25℃/1h的速率升温至520℃,继续保温11-13h;
S113:最后再随炉冷至95-105℃,然后出炉,再水冷冷却,即可。
本实施例的水冷冷却采用5-10℃的水进行冷却处理。
实施例1.
本实施例的铌钼冷硬合金复合辊的生产工艺,包括以下步骤:
步骤一,配制工作层原料:
称取以下重量百分比的原料:C 3.0%、Si 0.8%、Mn 0.5%、Cr1.0-1.2%、Nb0.5%、改性Mo 0.6%、Ni 3.0%、改性碳纳米管0.2%、余量为Fe;
步骤二,配制芯层原料:
C 4.1%,Si 0.5%,Mn 0.15%,P 0.03%,S 0.02%、余量为Fe;
步骤三,用1.5吨中频炉将工作层原料熔炼调制工作层铁液,3吨中频炉将芯层原料熔炼调制芯部辊颈铁液;
步骤四,以1350℃进行离心浇注工作层铁液,浇注结束,形成工作层;然后再静态填芯浇铸1375℃的芯部辊颈铁液形成芯层;
步骤五,最后再进行热处理工艺,得到本发明的铌钼冷硬合金复合辊。
本实施例的改性Mo的改性方法为:
S11:将Mo粉与总量10%的石墨烯混合,Mo粉混合料,然后经过酸处理,再水洗、干燥,得到石墨烯/Mo复合粉;
S12:将石墨烯/Mo复合粉加入5倍的丙三醇中进行超声处理,处理2min,处理功率为450W,然后按照球料比9:1进行球磨处理,处理结束,得到球磨复合料;
S13:将35份球磨复合料加入到75份改性剂中混合改性处理,混合充分,水洗、干燥,得到改性Mo。
本实施例的酸处理为Mo粉混合料、质量分数5%的盐酸溶液按照重量比1:5混合搅拌处理,处理结束,即可。
本实施例的混合搅拌处理的转速为1500r/min,处理时间为15min,处理温度为60℃。
本实施例的S12中球磨处理的球磨转速为300r/min,球磨时间为35min。
本实施例的改性剂包括以下重量份原料:
硅烷偶联剂KH172 10份、酒石酸1份、质量分数5%的氯化镧水溶液2份、十二烷基硫酸钠1份、乙醇35份。
本实施例的改性碳纳米管的改性方法为:
将碳纳米管按照重量比1:5送入到浓硫酸中,以150r/min的转速搅拌10min,处理结束,水洗、干燥;
然后再将碳纳米管置于质子辐照箱内处理5min,处理功率为150W,处理结束,得到改性碳纳米管。
本实施例的步骤四离心浇注采用卧式离心机以750r/min的旋转15min后合箱,即可实现离心浇注。
本实施例的热处理工艺的具体处理方法为:
S111:以20℃/1h的速率将温度从室温升至348℃,保温1.8h;
S112:然后以25℃/1h的速率升温至520℃,继续保温11h;
S113:最后再随炉冷至95℃,然后出炉,再水冷冷却,即可。
本实施例的水冷冷却采用5℃的水进行冷却处理。
实施例2.
本实施例的铌钼冷硬合金复合辊的生产工艺,包括以下步骤:
步骤一,配制工作层原料:
称取以下重量百分比的原料:C 3.2%、Si 1.0%、Mn 0.6%、Cr1.2%、Nb 0.6%、改性Mo 0.7%、Ni 3.2%、改性碳纳米管0.7%、余量为Fe;
步骤二,配制芯层原料:
C 4.3%,Si 1.4%,Mn 0.25%,P 0.1%,S 0.04%、余量为Fe;
步骤三,用1.5吨中频炉将工作层原料熔炼调制工作层铁液,3吨中频炉将芯层原料熔炼调制芯部辊颈铁液;
步骤四,以1370℃进行离心浇注工作层铁液,浇注结束,形成工作层;然后再静态填芯浇铸1385℃的芯部辊颈铁液形成芯层;
步骤五,最后再进行热处理工艺,得到本发明的铌钼冷硬合金复合辊。
本实施例的改性Mo的改性方法为:
S11:将Mo粉与总量20%的石墨烯混合,Mo粉混合料,然后经过酸处理,再水洗、干燥,得到石墨烯/Mo复合粉;
S12:将石墨烯/Mo复合粉加入7倍的丙三醇中进行超声处理,处理3min,处理功率为550W,然后按照球料比11:1进行球磨处理,处理结束,得到球磨复合料;
S13:将45份球磨复合料加入到85份改性剂中混合改性处理,混合充分,水洗、干燥,得到改性Mo。
本实施例的酸处理为Mo粉混合料、质量分数9%的盐酸溶液按照重量比1:5混合搅拌处理,处理结束,即可。
本实施例的混合搅拌处理的转速为1700r/min,处理时间为25min,处理温度为70℃。
本实施例的S12中球磨处理的球磨转速为500r/min,球磨时间为45min。
本实施例的改性剂包括以下重量份原料:
硅烷偶联剂KH172 20份、酒石酸5份、质量分数5%的氯化镧水溶液4份、十二烷基硫酸钠3份、乙醇45份。
本实施例的改性碳纳米管的改性方法为:
将碳纳米管按照重量比1:5送入到浓硫酸中,以200r/min的转速搅拌20min,处理结束,水洗、干燥;
然后再将碳纳米管置于质子辐照箱内处理10min,处理功率为250W,处理结束,得到改性碳纳米管。
本实施例的步骤四离心浇注采用卧式离心机以770r/min的旋转17min后合箱,即可实现离心浇注。
本实施例的热处理工艺的具体处理方法为:
S111:以20℃/1h的速率将温度从室温升至352℃,保温2.2h;
S112:然后以25℃/1h的速率升温至520℃,继续保温13h;
S113:最后再随炉冷至105℃,然后出炉,再水冷冷却,即可。
本实施例的水冷冷却采用10℃的水进行冷却处理。
实施例3.
本实施例的铌钼冷硬合金复合辊的生产工艺,包括以下步骤:
步骤一,配制工作层原料:
称取以下重量百分比的原料:C 3.1%、Si 0.9%、Mn 0.55%、Cr1.1%、Nb0.55%、改性Mo 0.65%、Ni 3.1%、改性碳纳米管0.45%、余量为Fe;
步骤二,配制芯层原料:
C 4.2%,Si 0.9%,Mn 2.0%,P 0.06%,S 0.03%、余量为Fe;
步骤三,用1.5吨中频炉将工作层原料熔炼调制工作层铁液,3吨中频炉将芯层原料熔炼调制芯部辊颈铁液;
步骤四,以1360℃进行离心浇注工作层铁液,浇注结束,形成工作层;然后再静态填芯浇铸1380℃的芯部辊颈铁液形成芯层;
步骤五,最后再进行热处理工艺,得到本发明的铌钼冷硬合金复合辊。
本实施例的改性Mo的改性方法为:
S11:将Mo粉与总量15%的石墨烯混合,Mo粉混合料,然后经过酸处理,再水洗、干燥,得到石墨烯/Mo复合粉;
S12:将石墨烯/Mo复合粉加入6倍的丙三醇中进行超声处理,处理2.5min,处理功率为500W,然后按照球料比10:1进行球磨处理,处理结束,得到球磨复合料;
S13:将40份球磨复合料加入到80份改性剂中混合改性处理,混合充分,水洗、干燥,得到改性Mo。
本实施例的酸处理为Mo粉混合料、质量分数7%的盐酸溶液按照重量比1:5混合搅拌处理,处理结束,即可。
本实施例的混合搅拌处理的转速为1600r/min,处理时间为20min,处理温度为65℃。
本实施例的S12中球磨处理的球磨转速为400r/min,球磨时间为40min。
本实施例的改性剂包括以下重量份原料:
硅烷偶联剂KH172 15份、酒石酸3份、质量分数5%的氯化镧水溶液3份、十二烷基硫酸钠2份、乙醇40份。
本实施例的改性碳纳米管的改性方法为:
将碳纳米管按照重量比1:5送入到浓硫酸中,以175r/min的转速搅拌15min,处理结束,水洗、干燥;
然后再将碳纳米管置于质子辐照箱内处理7.5min,处理功率为200W,处理结束,得到改性碳纳米管。
本实施例的步骤四离心浇注采用卧式离心机以760r/min的旋转16min后合箱,即可实现离心浇注。
本实施例的热处理工艺的具体处理方法为:
S111:以20℃/1h的速率将温度从室温升至350℃,保温2.0h;
S112:然后以25℃/1h的速率升温至520℃,继续保温12h;
S113:最后再随炉冷至100℃,然后出炉,再水冷冷却,即可。
本实施例的水冷冷却采用7.5℃的水进行冷却处理。
对比例1.
与实施例3不同是工作层原料未添加改性Mo。
对比例2.
与实施例3不同是改性Mo采用Mo代替。
对比例3.
实施例3不同是改性Mo改性中未添加石墨烯。
对比例4.
实施例3不同是改性Mo改性中石墨烯采用膨润土代替。
对比例5.
与实施例3不同是改性Mo改性方法不同;
S11:将Mo粉与总量15%的石墨烯混合,Mo粉混合料,然后经过酸处理,再水洗、干燥,得到石墨烯/Mo复合粉;
S12:将5-10份石墨烯/Mo复合粉加入到15-25份乙醇溶剂中,然后加入1-3份盐酸,随后再加入0.5-0.7份十六烷基三甲基溴化铵、0.1-0.4份硅烷偶联剂KH560,搅拌混合充分,水洗、干燥,得到改性Mo。
对比例6.
与实施例3不同是工作层原料未添加改性碳纳米管。
对比例7.
与实施例3不同是未采用热处理工艺处理。
将本发明实施例1-3及对比例1-8产品性能测试
从实施例3及对比例1-3可看出,
本发明工作层原料未添加改性Mo,冲击韧性、耐磨性和硬度均发生显著降低,改性Mo的添加对产品性能改进具有显著效果;
而改性Mo采用Mo代替,产品耐磨性可得到改进,但冲击韧性、硬度下降;
此外,Mo的改性中,未添加石墨烯,冲击韧性性能也发生降低,但耐磨性得到提高,同时膨润土代替石墨烯,冲击韧性、耐磨性均发生变差现象;
因而改性Mo的改性方法不同,产品的韧性、耐磨性能和硬度可能会发生单一变强,或同时变差,性能都具有变差问题,但采用本发明的改性方法,能够使产品韧性、耐磨和硬度协调式增强;
从对比例6-7中可看出,改性碳纳米管的添加具有协配补强功效,能够进一步增强产品的韧性、耐磨和硬度性能;同时采用热处理工艺,产品的性能也得到协配式改进。
热处理工艺探究:
本发明的热处理工艺也是本发明产品性能改进的关键:
热处理工艺的具体处理方法为:
S111:以20℃/1h的速率将温度从室温升至350℃,保温2.0h;
S112:然后以25℃/1h的速率升温至520℃,继续保温12h;
S113:最后再随炉冷至100℃,然后出炉,再水冷冷却,即可。
本实施例的水冷冷却采用7.5℃的水进行冷却处理。
实验例1:
与实施例3的热处理工艺唯有不同是未以25℃/1h的速率升温至520℃,继续保温12h,直接从350℃随炉冷至100℃。
实验例2:
与实施例3的热处理工艺唯有不同是以20℃/1h的速率将温度从室温升至450℃,保温1.0h,然后以25℃/1h的速率升温至550℃,继续保温10h,最后再随炉冷至100℃,然后出炉,再水冷冷却,即可,水冷冷却采用7.5℃的水进行冷却处理。
实验例3:
与实施例3的热处理工艺唯有不同是S113中最后再随炉冷至100℃,然后出炉,自然恢复至室温,未采用水冷冷却。
实验例4:
与实施例3的热处理工艺唯有不同是S113中水冷冷却采用-5℃的水进行冷却处理。
从实验例1-4中可看出,S112:然后以25℃/1h的速率升温至520℃,继续保温12h,该操作步骤对产品的性能优化改进效果明显;
同时发现,未采用水冷冷却,采用-5℃的水进行冷却处理,产品的性能优化效果下降,水冷温度以及水冷的使用对产品的热处理改进具有一定影响效果。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.铌钼冷硬合金复合辊的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,配制工作层原料:
称取以下重量百分比的原料:C3.0-3.2%、Si0.8-1.0%、Mn0.5-0.6%、Cr1.0-1.2%、Nb0.5-0.6%、改性Mo0.6-0.7%、Ni3.0-3.2%、改性碳纳米管0.2-0.7%、余量为Fe;
步骤二,配制芯层原料:
称取以下重量百分比的原料:C4.1-4.3%,Si0.5-1.4%,Mn0.15-0.25%,P0.03-0.1%,S0.02-0.04%、余量为Fe;
步骤三,用1.5吨中频炉将工作层原料熔炼调制工作层铁液,3吨中频炉将芯层原料熔炼调制芯部辊颈铁液;
步骤四,以1350-1370℃进行离心浇注工作层铁液,浇注结束,形成工作层;然后再静态填芯浇铸1375-1385℃的芯部辊颈铁液形成芯层;
步骤五,最后再进行热处理工艺,得到铌钼冷硬合金复合辊;
所述改性Mo的改性方法为:
S11:将Mo粉与总量10-20%的石墨烯混合,Mo粉混合料,然后经过酸处理,再水洗、干燥,得到石墨烯Mo复合粉;
S12:将石墨烯Mo复合粉加入到5-7倍的丙三醇中进行超声处理,处理2-3min,处理功率为450-550W,然后按照球料比(9-11):1进行球磨处理,处理结束,得到球磨复合料;
S13:将35-45份球磨复合料加入到75-85份改性剂中混合改性处理,混合充分,水洗,干燥,得到改性Mo;
所述酸处理为Mo粉混合料、质量分数5-9%的盐酸溶液按照重量比1:5混合搅拌处理,处理结束,即可;
所述酸处理中的混合搅拌处理的转速为1500-1700r/min,处理时间为15-25min,处理温度为60-70℃;
所述S12中球磨处理的球磨转速为300-500r/min,球磨时间为35-45min;
所述步骤S13中的改性剂包括以下重量份原料:
硅烷偶联剂KH172为10-20份、酒石酸为1-5份、质量分数5%的氯化镧水溶液为2-4份、十二烷基硫酸钠为1-3份以及乙醇为35-45份;
所述热处理工艺的具体处理方法为:
S111:以20℃/1h的速率将温度从室温升至348-352℃,保温1.8-2.2h;
S112:然后以25℃/1h的速率升温至520℃,继续保温11-13h;
S113:最后再随炉冷至95-105℃,然后出炉,再水冷冷却,即可。
2.根据权利要求1所述的铌钼冷硬合金复合辊的生产工艺,其特征在于,所述改性碳纳米管的改性方法为:
将碳纳米管按照重量比1:5送入到浓硫酸中,以150-200r/min的转速搅拌10-20min,处理结束,水洗、干燥;
然后再将碳纳米管置于质子辐照箱内处理5-10min,处理功率为150-250W,处理结束,得到改性碳纳米管。
3.根据权利要求1所述的铌钼冷硬合金复合辊的生产工艺,其特征在于,所述步骤四离心浇注采用卧式离心机以750-770r/min的旋转15-17min后合箱,即可实现离心浇注。
4.根据权利要求1所述的铌钼冷硬合金复合辊的生产工艺,其特征在于,所述水冷冷却采用5-10℃的水进行冷却处理。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6013141A (en) * | 1995-06-06 | 2000-01-11 | Akers International Ab | Cast iron indefinite chill roll produced by the addition of niobium |
CN101177759A (zh) * | 2007-12-04 | 2008-05-14 | 北京工业大学 | 一种离心复合改进型无限冷硬铸铁轧辊及其制备方法 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6013141A (en) * | 1995-06-06 | 2000-01-11 | Akers International Ab | Cast iron indefinite chill roll produced by the addition of niobium |
CN101177759A (zh) * | 2007-12-04 | 2008-05-14 | 北京工业大学 | 一种离心复合改进型无限冷硬铸铁轧辊及其制备方法 |
CN102719693A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-10-10 | 上海交通大学 | 石墨烯与碳纳米管混杂增强金属基复合材料及其制备方法 |
CN106938197A (zh) * | 2016-05-25 | 2017-07-11 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种钒磷氧催化剂的制备方法 |
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