[发明专利]一种用于轧辊再制造的含硼耐磨材料及其制备工艺

说明书

 

技术领域

本发明属于金属材料领域，特别涉及一种用于轧辊再制造的含硼耐磨材料及其制备工艺。

背景技术

目前我国每年热轧辊的报废量为100多万吨，冷轧辊的报废量约为30多万吨，支撑辊近20万吨，磨辊的消耗量约计在30万多吨，轴类部件消耗量在1000多万吨。如此大的报废量无论从轧钢厂和粉磨企业的生产成本，还是从我国的能源和资源消耗方面来看都是一项巨大的浪费，且造成环境的污染。由于废旧轧辊再制造具有良好的经济效益和社会效益，目前世界各国均已开展了各项研究工作，已开发出各种再制造工艺。

轧辊作为轧钢过程中的一个重要消耗部件, 在正常的轧制过程中, 会因很多原因遭到破坏。但主要原因还是轧辊表面应力、热疲劳、冲击疲劳以及硬度、硬度均化缺陷 导致过钢量不能最大化, 尤其是轧辊硬度，是衡量轧辊材料软硬程度的力学性能的重要指标，因此再制造所用的耐磨材料就显得尤为重要。

现有的金属耐磨材料可分为以下几类，一类是用在强冲击、大压力负荷条件下如锤头、颚板、扎臼壁、破碎壁等，一般选用高锰钢。另一类是用在低冲击负荷下如磨机细磨衬板、磨球等，一般选用抗磨铸铁。而介于二者之间的中等冲击负荷如磨机仓衬板等，若选用高锰钢，由于冲击负荷不足无法使表面充分硬化，反而不耐磨。而用抗磨铸铁又承受不了较高冲击，一般采用合金钢。由于中、高合金钢中抗磨硬质相对较少，低碳合金钢中则无抗磨硬质相，合金钢的耐磨性一般较差。硼元素是一种能显著改善耐磨材料的淬透性和淬硬性的合金元素，我国的硼存量极为丰富，且价格低廉，硼在耐磨材料领域已经获得了较好的应用。针对现有耐磨材料存在的不足，需要开发一种耐磨性好于常用耐磨铸钢，而强度和韧性好于抗磨铸铁，且具有较低生产成本的用于轧辊再制造的含硼耐磨材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种能提高耐磨性、抗拉强度和冲击韧性，降低生产成本的用于轧辊再制造的含硼耐磨材料。

本发明可以通过以下措施来实现：

一种用于轧辊再制造的含硼耐磨材料及其制备工艺，其特征在于：所述耐磨材料各元素成分按重量百分比为：C：0.35～0.55% ；Cr ：10.0～11.5%； Si：0.5～1.0% ；Mn ：5～15% ；P ＜0.04%，S＜0.04%；Ni：1.5～2.0% ；B：0.10～1.00% ；V：0.3～0.5% ；复合变质剂 0.5～1.5%，其余为Fe。其复合变质剂成分的重量百分点比为:La5～10 %，Ce5～10%，Y5～10%， K₂ZrF₆10～15%。

本发明上述一种用于轧辊再制造的含硼耐磨材料的制备工艺，采用电炉熔炼，具体工艺步骤如下：

1、将废钢、铬铁混合加热熔化，钢水熔清后加入锰铁和硼铁。

2、炉前调整成分合格后将温度升至1500～1600℃，加铝脱氧，而后出炉。

3、将熔炼好的合金破碎至粒度为5～10mm 的小块，经150～200℃烘干2～3h后，置于浇包底部。

4、在钢包底部安装陶瓷透气塞，通过陶瓷透气塞向钢液中吹入氩气，氩气流量15～25L/min，氩气压力10～20MPa，吹氩时间5～10min，吹氩后钢水的静置时间5～10min，然后在温度为400～1400℃时浇注成铸件。

5、 铸件经清砂、打磨后进行热处理，淬火加热温度1000～1100℃，淬火保温时间3 ～6 小时，然后油冷或者空冷，最后进行回火处理，回火加热温度200 ～250℃，回火保温时间6～10小时，回火后空冷至室温即可。

本发明一种用于轧辊再制造的含硼耐磨材料及其制备工艺提高了材料耐磨性、抗拉强度和冲击韧性，降低生产成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详述。

实施例1：

本发明一种用于轧辊再制造的含硼耐磨材料及其制备工艺通过以下措施来实现：

一种用于轧辊再制造的含硼耐磨材料及其制备工艺，其特征在于：所述耐磨材料各元素成分按重量百分比为：C ： 0.4～0.55% ；Cr 10.0～11%； Si：0.5～1.0% ；Mn ：5 ～10% ；P ＜0.04%，S ＜0.04%；Ni：1.5～2.0% ；B：0.50～1.00% ；V ：0.3～0.5% ；复合变质剂 0.5～1.2%，其余为Fe。其复合变质剂成分的重量百分点比为:La5～10 %，Ce5～10%，Y5～10%， K₂ZrF₆10～15%。