[发明专利]一种用于纸浆磨盘的纳米晶不锈钢及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于纸浆磨盘的纳米晶不锈钢及其制备方法，所述用于纸浆磨盘的纳米晶不锈钢通过特定组成C、Ni、Cu、Cr、Mn、Co以及Ni的添加，使所得纳米晶不锈钢不仅具有良好的屈服强度、抗拉强度以及伸长率，还能够具有优良的疲劳性能。本发明通过热轧处理、冷轧处理以及两次塑性变形处理的结合，使试样的表面形成梯度的纳米晶分布，通过将表面处理与冷轧处理进行结合，提高了所得纳米晶不锈钢的力学性能与疲劳性能，使其用于纸浆磨盘时能够提高纸浆磨盘的使用寿命。

技术领域

本发明属于造纸技术领域，涉及一种纸浆磨盘，尤其涉及一种用于纸浆磨盘的纳米晶不锈钢及其制备方法。

背景技术

造纸机械中的磨浆机是造纸过程中的重要机械，磨浆机中纸浆磨盘的寿命高低决定着整个造纸生产线的运行状态、生产效率、企业利润以及产品质量，因此需要纸浆磨盘具有耐磨性、耐酸碱腐蚀性以及高韧性等性能。

纸浆磨盘是造纸机器中易损件，其使用寿命直接影响着纸浆质量和生产效率。纸浆磨盘的失效是由摩擦磨损、齿纹断裂、汽蚀、腐蚀及边缘磨损等几种失效模式复合作用引起的。摩擦磨损作为软磨料，主要由塑变疲劳引起，其过程首先是在基体与碳化物周围形成空洞，随着空洞的不断扩展，形成裂纹，裂纹不断扩展，相互连接，最终导致基体的剥落和碳化物的脱落。腐蚀不仅在纸浆的弱酸环境中的腐蚀，工作环境下的电位变化造成的电化学腐蚀也是产品失效的主要原因之一。

目前的制浆磨盘多采用不锈钢或高铬铸铁材质制备，传统的不锈钢耐腐蚀性能好，但抗磨性低；高铬铸铁具有良好的抗磨性，但耐腐蚀性差。上述两种材质的纸浆磨盘的使用寿命较低，造成停机次数较多与生产成本高的问题，同时也造成了Ni、Cr等重金属的浪费。

CN 105819835A公开了一种纳米陶瓷纸浆磨片及其生产方法，其原料组分包括纳米铝刚玉和纳米锆刚玉，解决了磨片韧性差、不耐腐蚀的缺点，提高了纸浆磨片的使用寿命，其生产方法为：(1)原料配制；(2)压力成型；(3) 等静压压实；(4)坯料机加工；(5)高温烧结；(6)磨削加工。所述纳米陶瓷纸浆磨片通过氧化锆、氧化钇以及氧化铈的协同使用，使氧化锆获得了细晶结构的高强度、高硬度和高韧性，从而提高了其耐磨性。但其利用的为陶瓷材料本身固有的性质，且材料成本较高。

CN 101168845A公开了一种新型耐磨材料及其在造纸浆料机中的应用。所述新型耐磨材料包括一种具有高耐磨性的熔覆涂层材料，其在NiX熔覆用自熔合金(60wt％)与碳化钨粉末(40wt％)组成的混合粉末基础上另加如Nb、Co和V 粉末，通过该具有耐磨性的熔覆涂层材料熔覆于普通材料的表面，使所得合金能够用于磨浆机。但该方案需要借助额外的涂层材料，增加了加工工序，无法提高基体材料的强度、硬度以及韧性，也就无法提高其耐磨性能。

奥氏体不锈钢具有面心立方晶体结构，在使用状态下具有稳定的奥氏体组织。由于奥氏体不锈钢由于含有较高的铬和镍，可以形成致密的氧化膜，同时热强度较高，具有无磁性，所以奥氏体不锈钢比其它不锈钢具有更为优良的耐腐蚀性能、塑性、高温性能、成型性、焊接性能，成为产量、用量最大，型号最多的一种不锈钢。但奥氏体不锈钢较低的屈服强度和较差的耐磨性能使其难以满足更为纸浆磨盘的要求。

对此，需要提供一种兼具良好力学性能，并能够具有良好疲劳性能的纳米晶不锈钢，使其能够满足纸浆磨盘材料领域的要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于纸浆磨盘的纳米晶不锈钢及其制备方法，尤其涉及一种具有高疲劳周次的用于纸浆磨盘的纳米晶不锈钢及其制备方法，所述用于纸浆磨盘的纳米晶不锈钢的制备原料成本较低，所得纳米晶不锈钢不仅具有优良的抗拉强度、抗压强度以及抗腐蚀性能，又具有优良的疲劳性能，能够满足纸浆磨盘的耐磨要求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：