[发明专利]一种高韧性耐磨双金属复合辊套及制备方法

权利要求书

1.一种高韧性耐磨双金属复合辊套的制备方法，所述的高韧性耐磨双金属复合辊套包括预置内套和外套，所述的预置内套的材料为普通中低碳钢或者低合金钢，其特征在于，高韧性耐磨双金属复合辊套的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1，预置内套的浇铸：

(1)选用普通中低碳钢或低合金钢，按照普通浇注工艺进行浇注，得到尺寸要求的高韧性耐磨双金属复合辊套预置内套；

(2)对高韧性耐磨双金属复合辊套预置内套的表面进行表面处理，得到尺寸精准表面光滑的高韧性耐磨双金属复合辊套预置内套；

步骤2，可移动砂型的制备和预处理：

(1)按配比称量砂型原料，使用耐火材料设备，制造凹型结构砂型，砂型的尺寸为预制备的高韧性耐磨双金属复合辊套的尺寸相配合，具体为，砂型的内径为高韧性耐磨双金属复合辊套的外径，砂型的高度比高韧性耐磨双金属复合辊套的高度高5~15%，同时，砂型的底部设置与高韧性耐磨双金属复合辊套预置内套外径相同尺寸的圆柱形凹坑，凹坑的深度为预置内套高度的3~8%；

(2)将制备的砂型型腔内表面涂覆耐火材料，置于烘炉中烘干，冷却待用；

步骤3，高强耐磨外套的浇注：

(1)将步骤1中制备的高韧性耐磨双金属复合辊套预置内套放入步骤2中制备好的砂型的圆柱形凹坑中，将二者推入高温炉中进行预热，得到预热后的浇注模具；其中，预热温度为300℃~700℃，预热时间为2~8h；

(2)根据使用要求，对外套材料进行成分设计，根据成分要求，选取外套材料，并将外套材料的原料进行混合，得到外套材料混合物；

其中，根据使用要求，外套材料混合物的包含的元素及各个元素的质量百分比为：C：1.0~3.5%，Cr：10~43%，Cu：0~1.5%，Mn：0~10%，Ni：0~1.0%，W：0~20%，V：0~20%，Mo：0~20%，Ti：0~20%，Nb：0~5%，Si：0~2%，余量为Fe及不可避免的杂质；每种杂质的质量百分比≤0.5%，外套壁厚为高韧性耐磨双金属复合辊套总体壁厚的1/4~1/2；

(3)将外套材料混合物放入坩埚中，在高温炉内熔化，熔化保温后，得到外套材料熔体，将外套材料熔体浇注在预热后的浇注模具中，得到浇注有外套材料的砂型；其中，熔化温度为外套材料混合物的熔点温度以上，熔化保温时间为10~300min；

步骤4，高韧性耐磨双金属复合辊套预置内套材料和外套材料的冶金结合：

立刻将浇注有外套材料的砂型再次推入高温炉中进行保温，保温后，随炉冷却至室温，得到冷却后的双金属复合辊套和砂型；其中，保温温度为900~1400℃，保温时间为20~300min；

步骤5，高韧性耐磨双金属复合辊套的热处理

(1) 对高韧性耐磨双金属复合辊套进行淬火，具体为：

将冷却后的双金属复合辊套和砂型升温至900~1100℃，保温120~1200min，随后将双金属复合辊套从砂型取出，对双金属复合辊套表面上附着砂型清理后，对双金属复合辊套进行强制风冷至室温，得到冷却后的工件；

(2)将冷却后的工件再次推入高温炉中，进行回火处理后，随炉冷却至室温，得到高韧性耐磨双金属复合辊套；其中，回火温度为300~600℃，保温60~1200min。

2.如权利要求1所述的高韧性耐磨双金属复合辊套的制备方法，其特征在于，所述的步骤1(1)中，所述的普通中低碳钢或低合金钢，其韧性为20~80 J/mm²，具体为Q235、20钢、20Cr钢、40Cr钢、40CrMo钢、42CrMoV钢、40钢或45钢中的一种。

3.如权利要求1所述的高韧性耐磨双金属复合辊套的制备方法，其特征在于，所述的步骤1(2)中，所述的表面处理，具体为：采用机械加工方法去除高韧性耐磨双金属复合辊套预置内套的表面氧化皮，用酒精、丙酮或者汽油溶液清洗以获得清洁表面，并保证高韧性耐磨双金属复合辊套预置内套工件的尺寸精度。

4.如权利要求1所述的高韧性耐磨双金属复合辊套的制备方法，其特征在于，所述的步骤2(1)中，所述的砂型原料包括为型砂、粘土和水，其中，按质量百分比，型砂为75~85%，粘土为10~15%，余量为水；所述的型砂为锆英砂或刚玉砂中的一种或两种混合。