一種軋機導輥用高溫耐磨合金材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軋機導輥用高溫耐磨合金材料及其制備方法，應用于新型材料的制備領域。
【背景技術】
[0002]導輥是在型鋼軋制過程中，使軋鋼件發(fā)生塑性變形的的部件，主要承受軋制時的動靜載荷，磨損，乳機導輥因其長期工作在高溫環(huán)境下且又承受激熱激冷的沖擊，使得導輥的使用壽命短、消耗量大、更換頻繁，并已成為目前制約鋼材生產(chǎn)的瓶頸之一。
[0003]早期的導輥材料是合金碳鋼和鑄鐵，其產(chǎn)品耐磨性差、使用壽命低，后來使用WC硬質合金，雖然有效地改善了其耐磨性，但是仍然存在脆性大、耐激熱激冷性差，使用中會發(fā)生“粘鋼”現(xiàn)象，導致紅鋼不能順利軋制，進而影響產(chǎn)品的表面質量，鎳基導衛(wèi)材料抗熱沖擊性能和抗高溫氧化性能好，但是其價格昂貴，經(jīng)濟效益差，目前，乳機導輥大多采用奧氏體耐熱鋼，該材質具有較好的高溫穩(wěn)定性和韌性，但是其高溫耐磨性差，致使產(chǎn)品磨損嚴重，使用壽命低。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明是為避免上述已有技術中存在的不足之處，提供一種軋機導輥用高溫耐磨合金材料及其制備方法，以解決傳統(tǒng)軋機導輥用高溫耐磨合金材料在服役時磨損嚴重、壽命短、替換頻繁等問題。
[0005]本發(fā)明為解決技術問題采用以下技術方案。
[0006]一種軋機導輥用高溫耐磨合金材料，其特點是，該高溫耐磨合金材料的各組分按質量百分比的構成為:c:2.5?2.8%，Cr:15?17%，余量為Fe，且Cr和C之間的質量百分比的比例為:Cr/C=5?7 ο
[0007]本發(fā)明所述的的一種軋機導輥用高溫耐磨合金材料還具有以下技術特點。
[0008]該高溫耐磨合金材料還包含了 Si和Mn，Si和Mn所占的質量百分比分別為:Si:
1.2 ?2.0%，Mn:0.8 ?1.0%。
[0009]該高溫耐磨合金材料還包含了 Mo和V ; Mo和V所占的質量百分比分別為:Mo:2 ?3%、V:0.5 ?1.0%。
[0010]本發(fā)明所述的軋機導輥用高溫耐磨合金材料的制備步驟如下:
步驟一:配料及裝料:將廢鋼、鐵肩、生鐵、鑰鐵、絡鐵、猛鐵、娃鐵、I凡鐵按以下化學成分的質量百分比進行原材料的配料:C:2.5?2.8%，Cr:15?17%，S1:1.2?2.0%，Mn:
0.8?1.0%，Mo:2?3%、V:0.5?1.0%，P彡0.03%，S彡0.03%，爐料的平均含碳量按規(guī)格成分的下限配入，且原材料表面應無油污、無粘砂雜物、無可剝落的氧化皮，將廢鋼、鐵肩、生鐵、鉬鐵、鉻鐵、釩鐵在裝料時加入感應電爐，將錳鐵、硅鐵在熔煉過程中加入感應電爐。
[0011]步驟二:合金熔煉:開始通電時，先供給60%左右的功率，待電流沖擊停止后將功率逐步加大至最大值，下部爐料熔化后注意搗料，防止搭棚，并不斷加料以保持爐料緊實，70%-80%爐料熔化后，加入1.2%的造渣材料造渣覆蓋鋼液，先裝的95%爐料熔清時，取樣進行全分析，并將其余5%的爐料加入爐內，渣料化清后，往爐渣面上加脫氧劑進行擴散脫氧，同時，根據(jù)化學成分分析結果調整鋼液的化學成分，其中硅、錳含量在出鋼前10分鐘內通過加入硅鐵、錳鐵進行調整，當鋼水升溫至1560°C且圓杯試樣收縮良好時，拔出一半爐渣，插入0.2%的硅鈣進一步脫氧，然后往渣面上撒一層石灰粉和鋁粉的脫氧劑，當鋼液溫度達到1580°C以上時，除去全部爐渣，隨即加入0.07%的冰晶石粉并將鋁垂直插入爐底，然后攪拌鋼液，停電傾爐出鋼，獲得液態(tài)的高溫耐磨合金材料，即合金材料鋼液，冷卻后即得軋機導棍用高溫耐磨合金材料。
[0012]進一步的，所述的造渣材料為石灰粉、氟石粉，且按照質量百分比:石灰粉:氟石粉=2:1 ο
[0013]進一步的，所述的脫氧劑為石灰粉、鋁粉，且按照質量百分比:石灰粉:鋁粉=1:2。
[0014]與已有技術相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
本發(fā)明的軋機導輥用高溫耐磨合金材料及其制備方法，通過調整碳、鉻等合金元素的質量百分比，其組分為:c:2.5 ?2.8%，Cr:15 ?17%，Si:1.2 ?2.0%，Mn:0.8 ?1.0%，Mo:2?3%、V:0.5?1.0%，P彡0.03%，S彡0.03%，當Cr/C大于4時則穩(wěn)定獲得高溫耐磨性能高的(Cr，F(xiàn)e)7C3 (HV1200?1800);同時加入合金元素Mo和V，可以提高淬透性，并且使碳化物細小且均勻分布。
[0015]本發(fā)明的軋機導輥用高溫耐磨合金材料具有很高的硬度和優(yōu)良的沖擊性能，其耐磨性比普通合金鋼高，其中存在的大量鉻元素與碳化合生成的碳化物(Cr，F(xiàn)e)7C3，其硬度可高達HV1300?1800，因此，調整碳含量可以使導輥材料的硬度達到HRC58?60，它不僅硬度高，而且加入了 1.2?2.0%的硅，能與鉻形成致密的氧化層保護膜，具備了良好的抗高溫氧化性能，而且加入的C、Cr、V和Mo能較好地提高合金的淬透性，其中V還能細化晶粒生成熔點高，硬度高的VC碳化物，使熱處理后的導輥具有更高的高溫耐磨性和高溫熱強性。
[0016]本發(fā)明的軋機導輥用高溫耐磨合金材料及其制備方法，具有可提高導衛(wèi)材料的高溫耐磨性、高溫熱強性和熱穩(wěn)定性能、使得軋機導輥的使用壽命提高了 3?4倍等優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0017]一種軋機導輥用高溫耐磨合金材料，其特點是，該高溫耐磨合金材料的各組分按質量百分比的構成為:c:2.5?2.8%，Cr:15?17%，余量為Fe，且Cr和C之間的質量百分比的比例為:Cr/C=5?7 ο
[0018]本發(fā)明所述的的一種軋機導輥用高溫耐磨合金材料還具有以下技術特點。
[0019]該高溫耐磨合金材料還包含了 Si和Mn，Si和Mn所占的質量百分比分別為:Si:
1.2 ?2.0%，Mn:0.8 ?1.0%。
[0020]該高溫耐磨合金材料還包含了 Mo和V ; Mo和V所占的質量百分比分別為:Mo:2 ?3%、V:0.5 ?1.0%。
[0021]本發(fā)明所述的軋機導輥用高溫耐磨合金材料的制備步驟如下:
步驟一:配料及裝料:將廢鋼、鐵肩、生鐵、鑰鐵、絡鐵、猛鐵、娃鐵、I凡鐵按以下化學成分的質量百分比進行原材料的配料:C:2.5?2.8%，Cr:15?17%，S1:1.2?2.0%，Mn:0.8?1.0%，Mo:2?3%、V:0.5?1.0%，P彡0.03%，S彡0.03%，爐料的平均含碳量按規(guī)格成分的下限配入，且原材料表面應無油污、無粘砂雜物、無可剝落的氧化皮，將廢鋼、鐵肩、生鐵、鉬鐵、鉻鐵、釩鐵在裝料時加入感應電爐，將錳鐵、硅鐵在熔煉過程中加入感應電爐。
[0022]步驟二:合金熔煉:開始通電時，先供給60%左右的功率，待電流沖擊停止后將功率逐步加大至最大值，下部爐料熔化后注意搗料，防止搭棚，并不斷加料以保持爐料緊實，70%-80%爐料熔化后，加入1.2%的造渣材料造渣覆蓋鋼液，先裝的95%爐料熔清時，取樣進行全分析，并將其余5%的爐料加入爐內，渣料化清后，往爐渣面上加脫氧劑進行擴散脫氧，同時，根據(jù)化學成分分析結果調整鋼液的化學成分，其中硅、錳含量在出鋼前10分鐘內通過加入硅鐵、錳鐵進行調整，當鋼水升溫至1560°C且圓杯試樣收縮良好時，拔出一半爐渣，插入0.2%的硅鈣進一步脫氧，然后往渣面上撒一層石灰粉和鋁粉的脫氧劑，當鋼液溫度達到1580°C以上時，除去全部爐渣，隨即加入0.07%的冰晶石粉并將鋁垂直插入爐底，然后攪拌鋼液，停電傾爐出鋼，獲得液態(tài)的高溫耐磨合金材料，即合金材料鋼液，冷卻后即得軋機導棍用高溫耐磨合金材料。
[0023]進一步的，所述的造渣材料為石灰粉、氟石粉，且按照質量百分比:石灰粉:氟石粉=2:1 ο
[0024]進一步的，所述的脫氧劑為石灰粉、鋁粉，且按照質量百分比:石灰粉:鋁粉=1:2。
[0025]本發(fā)明提供的軋機導輥用高溫耐磨合金材料，在傳統(tǒng)鉻基高溫耐磨合金的基礎上，通過調整化學成分并使用不同的熱處理工藝