[发明专利]一种耐磨合金复合辊环及其制造方法、制造装置

说明书

本发明涉及一种耐磨合金复合辊环及其制造方法、制造装置，属于金属压力加工技术领域。本发明的耐磨合金，由以下质量百分比的元素组成：C：2.2‑3.5％、V：5‑15％、Cr：3‑6％、Mo：1.5‑3.5％、Ni：0.5‑0.8％、Si：0.5‑1.0％、Mn：0.5‑1.0％、B：0.005‑0.01％、稀土元素：0.1‑0.3％，余量为铁和不可避免的杂质。本发明的耐磨合金，其铬、钼元素含量稍高，具有较好的耐热、耐氧化、承受热疲劳的作用。采用本发明的耐磨合金作为耐磨合金层得到的复合辊环，耐磨性好，性价比高，成本约为高铬铸铁的2倍左右，耐磨性是高铬铸铁的2‑5倍。

技术领域

本发明涉及一种耐磨合金复合辊环及其制造方法、制造装置，属于金属压力加工技术领域。

背景技术

随着结构用管、油气钻采、军工等设备所使用的高强度、高刚度的的无缝钢管的要求的提高，辊环作为轧制线材和棒材的关键部件，对辊环的性能提出了更高的要求。在轧制过程中，辊环表面需要承受较高的温度和较大压力，容易出现开裂、崩槽等问题，因此，为降低辊环在生产中的消耗，要求辊环具备良好的抗断裂性能，在高温环境中，辊环也需具备良好的红硬性、耐磨性、韧性等。由此可见，辊环性能的高低直接影响着轧机轧制线材和棒材时的轧制质量和生产效率。

目前，广泛使用的辊环主要是由硬质合金或高速钢制成。

采用粉末冶金方法制备得到的硬质合金辊环具有硬度高和耐磨性好的特点，但是该种辊环的制备成本高且脆性大，在使用过程中，容易产生裂纹，由于缺乏韧性基体，裂纹一旦形成即迅速扩展，从而导致轧辊表面出现小区域的剥落，严重降低轧制的质量及辊环的寿命、劳动生产率和产品的利润。

高速钢出现已有几十年的历史，由于成本高、制造工艺复杂，一般只用于制造刀具。近几年，国内外对其作了大量的研究，目前已开始用于辊环的生产。由于高速钢中含有大量硬度高的碳化物(如WC：HV2400-2600、Mo₂C:HV1500)，耐磨性较好，又由于高速钢基体组织为韧性较好的马氏体、奥氏体，克服了硬质合金辊环韧性差、易产生裂纹的缺点。但是，现在用于生产辊环的高速钢中大都含有大量的钨，由于钨的碳化物呈多角形分布，割裂基体严重，材料韧性很差，价格较高，并且钨、钼及碳化物的密度与铁相差很大，在应用常规的离心铸造法生产辊环时，易产生偏析，导致制备得到高速钢辊环的耐磨性较低，在使用过程中，消耗量大，影响轧制效率和成本。

申请公布号为CN105436475A的中国发明专利公开了一种改进型锻钢辊颈高铬铸铁复合轧辊制造工艺及设备，其复合轧辊工作层材料中含有的成分复杂，且制备工艺繁琐，其热处理工艺需要多次回火。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐磨合金，用于制备复合辊环。

本发明的第二个目的在于提供一种耐磨性好、韧性强、性价比高的复合辊环。

本发明第三个目的在于提供一种上述复合辊环的制造方法，以解决现有技术中复合辊环制造方法繁琐的技术问题。

本发明第四个目的在于提供一种上述复合辊环的制造装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种耐磨合金，由以下质量百分比的元素组成：C：2.2-3.5％、V：5-15％、Cr：3-6％、Mo：1.5-3.5％、Ni：0.5-0.8％、Si：0.5-1.0％、Mn：0.5-1.0％、B：0.005-0.01％、稀土元素：0.1-0.3％，余量为铁和不可避免的杂质。

所述不可避免的杂质包括S和P。所述S的质量百分比<0.05％。所述P的质量百分比P<0.05％。

所述稀土元素为Ce。

所述稀土元素Ce来自于稀土硅铁合金或铁铈合金或镍铈合金。