本發(fā)明專利技術(shù)提供一種高鉻釩鈦合金鑄鐵軋輥，包括高鉻釩鈦合金鑄鐵外層和球墨鑄鐵輥芯。外層的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：2.9～3.4％C、0.3～0.55％Si、0.8～1.3％Mn、＜0.05％的S和＜0.05％P、18～22％Cr、0.8～1.3％Ni、0.8～1.0％Mo、0.5～3.0％V、0.1～0.3％Ti，0.1～0.3％W，0.05～0.1％Nb，0.01～0.03％RE，鐵余量，通過(guò)離心復(fù)合鑄造成型而得軋輥，并采用熱處理工藝，得到具有良好的耐磨性和韌性，同時(shí)具有良好高溫硬度和耐磨性的軋輥，提高了毫米軋鋼率，軋輥同時(shí)具有良好的韌性及抗熱裂性能，使用壽命長(zhǎng)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)提供一種高鉻釩鈦合金鑄鐵軋輥，包括高鉻釩鈦合金鑄鐵外層和球墨鑄鐵輥芯。外層的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：2.9～3.4％C、0.3～0.55％Si、0.8～1.3％Mn、＜0.05％的S和＜0.05％P、18～22％Cr、0.8～1.3％Ni、0.8～1.0％Mo、0.5～3.0％V、0.1～0.3％Ti，0.1～0.3％W，0.05～0.1％Nb，0.01～0.03％RE，鐵余量，通過(guò)離心復(fù)合鑄造成型而得軋輥，并采用熱處理工藝，得到具有良好的耐磨性和韌性，同時(shí)具有良好高溫硬度和耐磨性的軋輥，提高了毫米軋鋼率，軋輥同時(shí)具有良好的韌性及抗熱裂性能，使用壽命長(zhǎng)。【專利說(shuō)明】
本專利技術(shù)涉及一種乳輥，特別涉及一種高鉻釩鈦合金鑄鐵乳輥及其制備方法，屬于 乳輥制造
技術(shù)介紹
隨著乳鋼技術(shù)的進(jìn)步，乳鋼產(chǎn)業(yè)對(duì)乳輥的性能提出了更高的要求。提高乳輥的耐 磨性、延長(zhǎng)換輥時(shí)間、提高毫米乳材率是業(yè)內(nèi)關(guān)注的重點(diǎn)。復(fù)合高鉻合金鑄鐵乳輥具有良好 的硬度和耐磨性而被廣泛應(yīng)用，然而，由于乳輥在使用過(guò)程中，其表面受到高強(qiáng)度的、連續(xù) 的摩擦，也需要承受高溫，因此提高高鉻合金鑄鐵乳輥的耐磨性和韌性成為乳輥技術(shù)研發(fā) 的方向，尤其是提高乳輥的高溫硬度和耐磨性、韌性及抗熱裂性能成為研究的重點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種高鉻釩鈦合金鑄鐵乳輥及其制備方法，通過(guò)對(duì)高鉻釩鈦合金鑄鐵 外層的合金成分及其配比的選擇，以及熱處理工藝的設(shè)計(jì)，得到的高鉻釩鈦合金鑄鐵外層 的基體組織為高硬度的馬氏體，殘余奧氏體的含量在8~15%，高顯微硬度的碳化物成球狀 彌散分布，得到的高鉻釩鈦合金鑄鐵乳輥不但具有良好的耐磨性和韌性，也具有良好高溫 硬度和耐磨性，提高了毫米乳鋼率，同時(shí)具有良好的抗熱裂性能，延長(zhǎng)了乳輥的使用壽命。 本專利技術(shù)為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的采用如下的技術(shù)方案。 -種高鉻釩鈦合金鑄鐵乳輥，包括高鉻釩鈦合金鑄鐵外層和球墨鑄鐵輥芯，高鉻 釩鈦合金鑄鐵外層的化學(xué)成分及其質(zhì)量百分比為:C 2.9~3.4%、Si 0.3~0.55%、Mn 0.8 ~1.3%、P<0.05%、S<0.05%、Crl8~22%、Ni0.8~1.3%、Mo0.8~1.0%、V0.5~ 3.0%、Ti 0.1 ~0.3%，W 0.1 ~0.3%，Nb 0.05~0.1%，RE 0.01 ~0.03%，余量為鐵。 高鉻釩鈦合金鑄鐵乳輥的制備方法，包括以下步驟： 步驟一，熔煉 高鉻釩鈦合金鑄鐵外層鐵水的熔煉，在中頻感應(yīng)爐中按照高鉻釩鈦合金鑄鐵外層 的兀素質(zhì)量百分含量加入生鐵、廢混、廢鋼、白鐵肩、猛鐵、絡(luò)鐵、銀板、鑰鐵、f凡鐵、欽鐵、銀 鐵和鎢鐵，熔煉溫度為1530~1600°C，并加入RE進(jìn)行精煉調(diào)質(zhì)，調(diào)整成分合格后得到高鉻釩 鈦合金鑄鐵外層鐵水。 球墨鑄鐵輥芯的熔煉，在中頻感應(yīng)爐中熔煉球墨鑄鐵輥芯鐵水，熔煉溫度為1440 ~1500°C，并向其加入球化劑和孕育劑對(duì)其進(jìn)行球化和孕育處理，調(diào)整成分合格后得到球 墨鑄鐵輥芯鐵水。孕育劑為硅鋇，在球墨鑄鐵輥芯中的質(zhì)量百分含量為0.5~0.8%，球化劑 為釔基重稀土，在球墨鑄鐵輥芯中的質(zhì)量百分含量為1.2~1.6%。 步驟二，復(fù)合離心鑄造成型 使用臥式離心機(jī)澆鑄高鉻釩鈦合金鑄鐵乳輥，臥式離心機(jī)轉(zhuǎn)速M(fèi)000r/min。澆鑄高鉻釩鈦合金鑄鐵外層，將高鉻釩鈦合金鑄鐵外層鐵水注入離心機(jī)鑄型內(nèi)， 澆鑄溫度為1530~1600°C。澆鑄球墨鑄鐵輥芯，球墨鑄鐵輥芯分兩次澆鑄，待高鉻釩鈦合金鑄鐵外層的內(nèi)壁 溫度冷卻至1220~1250 °C，進(jìn)行第一次澆鑄，澆鑄溫度為1390~1410°C，澆鑄質(zhì)量為球墨鑄 鐵輥芯的總質(zhì)量的三分之一，待第一次澆鑄的球墨鑄鐵輥芯溫度冷卻至1150~1170 °C時(shí)， 澆鑄余量的球墨鑄鐵輥芯鐵水，澆鑄溫度為1390~1410°C。澆鑄完畢得到成型乳輥。 步驟三:熱處理 將步驟二中得到的成型乳輥脫模后在空氣中冷卻至室溫，然后以9~12°C/h的速 率升溫至960~1000°C，保溫2~3h，在空氣中冷卻至室溫，再以9~12°C/h的速率升溫至400 ~450°C，保溫2~3h，在空氣中冷卻至室溫即得高鉻釩鈦合金鑄鐵乳輥。 本專利技術(shù)中高鉻釩鈦合金鑄鐵外層的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分含量確定原則如 下。 C:高硬度的碳化物是高鉻釩鈦合金鑄鐵耐磨性的主要來(lái)源，碳化物的數(shù)量取決于 高鉻釩鈦合金鑄鐵外層中的C元素的含量，然而，碳化物數(shù)量過(guò)多，反而會(huì)增加材質(zhì)的脆性， 這樣會(huì)增大乳輥使用過(guò)程中的開(kāi)裂和剝落的幾率。綜合考慮，將C元素在高鉻釩鈦合金鑄鐵 外層的質(zhì)量百分含量控制在2.9~3.4%。 Si :Si元素作為高鉻釩鈦合金鑄鐵外層熔煉時(shí)的脫氧元素，其存在可以防止高鉻 釩鈦合金鑄鐵外層的其他合金元素氧化，然而，Si元素也是非碳化物的形成元素，其含量過(guò) 多會(huì)降低高鉻釩鈦合金鑄鐵外層的淬透性。全面衡量，將Si元素在高鉻釩鈦合金鑄鐵外層 的質(zhì)量百分含量控制在0.3~0.55%。 Mn:Mn元素少量進(jìn)入碳化物，大部分溶于基體，Mn元素的存在可以擴(kuò)大高鉻釩鈦合 金鑄鐵外層的奧氏體相區(qū)，然而，過(guò)多的Mn會(huì)降低高鉻釩鈦合金鑄鐵外層的抗熱裂性，因 此，將Mn元素在高鉻釩鈦合金鑄鐵外層的質(zhì)量百分含量控制在0.8~1.3%。 Cr: Cr元素不僅可以增加高鉻釩鈦合金鑄鐵外層的耐磨性，也可提高高鉻釩鈦合 金鑄鐵外層基體的淬透性和抗氧化性，然而，Cr元素含量過(guò)高，其保護(hù)性會(huì)下降，綜合考慮 上述因素，將Cr元素在高鉻釩鈦合金鑄鐵外層的質(zhì)量百分含量控制在18~22%。 Ni:Ni元素在高鉻釩鈦合金鑄鐵外層中的存在可以促使高鉻釩鈦合金鑄鐵外層中 奧氏體的形成，提高其抗蠕變能力，而且，與高鉻釩鈦合金鑄鐵外層中的Cr、Mo等元素協(xié)同 作用，可以大幅提高高鉻釩鈦合金鑄鐵外層的熱強(qiáng)度和熱疲勞強(qiáng)度，但價(jià)格偏高，綜合上述 因素，將Ni元素在高鉻釩鈦合金鑄鐵外層的質(zhì)量百分含量控制在0.8~1.3%。 M〇:M〇元素在高鉻釩鈦合金鑄鐵外層中的存在可以增加碳化物的化學(xué)穩(wěn)定性，而 且可以提高高鉻釩鈦合金鑄鐵外層的淬透性和高溫耐磨性，但價(jià)格偏高，綜合上述因素，將 Mo元素在高絡(luò)f凡鈦合金鑄鐵外層的質(zhì)量百分含量控制在0.8~1.0%。 V:V元素是非常強(qiáng)的形成碳化物的元素，同時(shí)可以細(xì)化碳化物，改善碳化物形態(tài)。 VC非常穩(wěn)定，且擁有很高的硬度，高達(dá)HV2400，同時(shí)其加入使得高鉻釩鈦合金鑄鐵外層的馬 氏體含量增加，因此，V元素的加入可以提高高鉻釩鈦合金鑄鐵外層的硬度。同時(shí)，V的加入 可以細(xì)化碳化物晶粒，改善碳化物形態(tài)，減少網(wǎng)狀碳化物的含量，因此可以提高高鉻釩鈦合 金鑄鐵外層的綜合性能。但是，當(dāng)V元素含量高時(shí)會(huì)對(duì)高鉻釩鈦合金鑄鐵的耐熱性產(chǎn)生不利 影響，因此，本專利技術(shù)中V在高鉻釩鈦合金鑄鐵外層的質(zhì)量百分含量為0.5~3.0%。 Ti:Ti與高鉻釩鈦合金鑄鐵外層鐵水中的C、S、N容易形成化合物，高鉻釩鈦合金鑄 鐵外層中加入T i元素可以細(xì)化晶粒，形成復(fù)合碳化物，提高基體的高硬度。同時(shí)，形成的T i C 非常穩(wěn)定，熱處理過(guò)程中不易溶解，能夠抑制奧氏體晶粒長(zhǎng)大。但是，當(dāng)Ti元素含量過(guò)高時(shí)， 會(huì)導(dǎo)致硬質(zhì)相的粗化，細(xì)化晶粒的作用減弱，導(dǎo)致碳化物從基體析出，會(huì)降低高鉻釩鈦合金 鑄鐵外層的本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高鉻釩鈦合金鑄鐵軋輥，包括高鉻釩鈦合金鑄鐵外層和球墨鑄鐵輥芯，其特征在于：所述高鉻釩鈦合金鑄鐵外層的化學(xué)成分及其質(zhì)量百分比為：C?2.9～3.4％、Si?0.3～0.55％、Mn?0.8～1.3％、P＜0.05％、S＜0.05％、Cr?18～22％、Ni?0.8～1.3％、Mo?0.8～1.0％、V?0.5～3.0％、Ti?0.1～0.3％，W?0.1～0.3％，Nb?0.05～0.1％，RE?0.01～0.03％，余量為鐵。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：閆玉榮，方勤波，肖萬(wàn)宏，蘇海根，牛飛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖北金標(biāo)通用軋輥有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖北;42
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