一种经球化钢基高红硬性合金钢及其辊道的制备方法.pdf

本发明公开了一种经球化钢基高红硬性合金钢及其辊道的制备方法，合金钢中各元素重量百分比为碳1.3％-1.5％、铬1.5％-3.0％、钼0.5％-1.5％，钨0.6％-1.2％，镍0.5％-1.0％,铜0.5％-1.0％，硅0.5％-0.8％，锰0.8％-1.2％余下为铁。本发明其制备的合金钢具有耐高温、抗腐蚀、高耐磨、抗氧化的新型合金材料。

权利要求书
1.  一种经球化钢基高红硬性合金钢，其特征在于：所述的合金钢中各元素重量百分比为碳1.3％-1.5％、铬1.5％-3.0％、钼0.5％-1.5％，钨0.6％-1.2％，镍0.5％-1.0％,铜0.5％-1.0％，硅0.5％-0.8％，锰0.8％-1.2％余下为铁。

2.  根据权利要求1所述的合金钢制备的辊道，其特征在于：所述的辊道成品状态为半奥氏体，辊道的整体硬度HB400，σb/MPa570，J/cm2120。

3.  根据权利要求1或2所述的经球化钢基高红硬性合金钢及其辊轴的制备方法，其特征在于：
第一步，造型冶炼，造型用树脂砂实模造型即可，浇铸系统沿同一方向旋转状设计，使钢水进入型箱呈螺旋向上，便于钢液里的有害夹渣顺利排向帽口；
第二步，冶炼将化学比例：C1.5％，C2.5％，Mo0.5％，W0.8％，Si0.6％，Mn1.2％，Ni0.6％，Cu1.0％，剩余优质碳素废钢，将原料放入中频感应炉中，在铁料化清后加入C，Cr，Mo，W，Si，Mn，Ni，Cu合金元素调整钢液成份；
温度达1550℃时加入硅钙一次脱氧，硅钙含量为实重的0.2％，然后加入铝实重0.3％二次脱氧，
出钢温度控制在1560℃-1600℃，预备钇基重稀土粒度3mm-8mm，300℃预热，采用包内充入法进行球化变质处理，冲包后撒入适量造渣剂覆盖，并镇定5min，扒渣浇铸；
第三步，热处理工艺(1)预备热处理——球化退火
(2)粗加工；
(3)经粗加工后，辊道及法兰半成品采用台车式电阻炉加热至临界温度Ac3以上，使组织完全奥氏体化后进行焊接，
(4)消除应力——等温回火。

说明书一种经球化钢基高红硬性合金钢及其辊道的制备方法
技术领域
本发明涉及耐磨材料件技术领域，具体属于一种经球化钢基高红硬性合金钢及其辊道的制备方法。
背景技术
现有辊道设计材质为低合金结构钢热轧无缝管作为辊筒的主要材质，在热轧系统广泛应用。热轧厂钢坯在加热炉内经1150℃-1250℃加热后，表面会形成一层厚度1mm-2mm的脱碳氧化层(氧化铁皮)，在进入轧机前需经过一段除鳞工艺将表面的氧化层去除，使用压力为25MPa高压水喷射红钢坯表面，使表层氧化铁皮从基材上剥离，这样极热极冷的工作环境对输送钢坯辊道的综合性能提出了苛刻的要求；因此所用除鳞介质工业用水经往返循环使用，呈酸性介质，PH值达5-6，有较强的腐蚀性，加之高温对辊面产生氧化失效损耗；另因低碳合金钢抗磨性能较差，使辊道使用周期很短，常用寿命表现为2-3个月。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供了一种经球化钢基高红硬性合金钢及其辊道的制备方法，其制备的合金钢具有耐高温、抗腐蚀、 高耐磨、抗氧化的新型合金材料。
本发明采用的技术方案如下：
一种经球化钢基高红硬性合金钢，所述的合金钢中各元素重量百分比为碳1.3％-1.5％、铬1.5％-3.0％、钼0.5％-1.5％，钨0.6％-1.2％，镍0.5％-1.0％,铜0.5％-1.0％，硅0.5％-0.8％，锰0.8％-1.2％余下为铁。
用上述的合金钢制备的辊道，所述的辊道成品状态为半奥氏体，辊道的整体硬度HB400，σb/MPa570，J/cm2120。
一种经球化钢基高红硬性合金钢及其辊道的制备方法，第一步，造型冶炼，造型用树脂砂实模造型即可，浇铸系统沿同一方向旋转状设计，使钢水进入型箱呈螺旋向上，便于钢液里的有害夹渣顺利排向帽口；
第二步，冶炼将化学比例：C1.5％，C2.5％，Mo0.5％，W0.8％，Si0.6％，Mn1.2％，Ni0.6％，Cu1.0％，剩余优质碳素废钢，将原料放入中频感应炉中，在铁料化清后加入C，Cr，Mo，W，Si，Mn，Ni，Cu合金元素调整钢液成份；
温度达1550℃时加入硅钙一次脱氧，含量为实重的0.2％，然后加入铝(Al)实重0.3％二次脱氧，
出钢温度控制在1560℃-1600℃，预备钇基重稀土(Y/Re)粒度3mm-8mm，300℃预热，采用包内充入法进行球化变质处理，冲包后撒入适量造渣剂覆盖，并镇定5min，扒渣浇铸；
第三步，热处理工艺(1)预备热处理——球化退火
预备热处理的目的是使钢的结构均匀，硬度下降，便于切削加工， 同时为产品的最后热处理做好组织准备。根据球钢是一种共析钢的特点，应对球钢进行球化退火，以获得粒状珠光体组织。
(2)粗加工，
(3)经粗加工后，辊道及法兰半成品采用台车式电阻炉加热至临界温度Ac3以上，使组织完全奥氏体化后进行焊接(采用CO2气体保护焊，焊材为Φ1.2mm，H0Cr18Ni9不锈钢气保焊丝)。
(4)消除应力——等温回火
为了保证辊道在半奥氏体化状态下使用，使其具有综合机械强度，保证其服役性能，必须进行高温回火。
与已有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明合金钢制备的辊道成品状态为半奥氏体，辊道的整体硬度HB400，σb/MPa570，akv/(J/cm2)120，完全能满足较大冲击载荷及高温激冷工况的服役要求，其辊面在瞬间接触到红钢坯所吸附的热量经高压水激冷冲击，使辊面产生急剧淬火效果，其组织内部的Mo、W等合金元素发挥了极佳的红硬性，其表面能产生二次硬化达HRC50以上的工作硬度。
附图说明
图1为本发明的球化退火工艺图；
图2为本发明的回火工艺图；
图3为本发明辊道及法兰半成品焊接温度控制曲线图。
具体实施方式
参见附图，一种经球化钢基高红硬性合金钢，所述的合金钢中各元素重量百分比为碳1.3％-1.5％、铬1.5％-3.0％、钼0.5％-1.5％，钨0.6％-1.2％，镍0.5％-1.0％,铜0.5％-1.0％，硅0.5％-0.8％，锰0.8％-1.2％余下为铁。
用上述的合金钢制备的辊道，所述的辊道成品状态为半奥氏体，辊道的整体硬度HB400，σb/MPa570，akv/(J/cm2)120。
一种经球化钢基高红硬性合金钢及其辊道的制备方法，第一步，造型冶炼，造型用树脂砂实模造型即可，浇铸系统沿同一方向旋转状设计，使钢水进入型箱呈螺旋向上，便于钢液里的有害夹渣顺利排向帽口；
第二步，冶炼将化学比例：C1.5％，C2.5％，Mo0.5％，W0.8％，Si0.6％，Mn1.2％，Ni0.6％，Cu1.0％，剩余优质碳素废钢，将原料放入中频感应炉中，在铁料化清后加入C，Cr，Mo，W，Si，Mn，Ni，Cu合金元素调整钢液成份；
温度达1550℃时加入硅钙一次脱氧，含量为实重的0.2％，然后加入铝(Al)实重0.3％二次脱氧，所述的实重为实际需要重量，
出钢温度控制在1560℃-1600℃，预备钇基重稀土(Y/Re)粒度3mm-8mm，300℃预热，采用包内充入法进行球化变质处理，冲包后撒入适量造渣剂覆盖，并镇定5min，扒渣浇铸；
第三步，热处理工艺(1)预备热处理——球化退火
预备热处理的目的是使钢的结构均匀，硬度下降，便于切削加工，同时为产品的最后热处理做好组织准备。根据球钢是一种共析钢的特 点，应对球钢进行球化退火，以获得粒状珠光体组织。
(2)粗加工；
(3)经粗加工后，辊道及法兰半成品采用台车式电阻炉加热至临界温度Ac3以上，使组织完全奥氏体化后进行焊接(采用CO2气体保护焊，焊材为Φ1.2mm，H0Cr18Ni9不锈钢气保焊丝)，
(4)消除应力——等温回火。
为了保证辊道在半奥氏体化状态下使用，使其具有综合机械强度，保证其服役性能，必须进行高温回火。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。