[发明专利]热连轧轧机耐磨堆焊复合衬板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合耐磨材料，具体涉及一种钢铁厂热连轧轧机耐磨复合衬板以及耐磨复合衬板的制造。

背景技术

热连轧机机组牌坊上使用有大量轧机衬板。传统轧机牌坊上使用的衬板多采用碳钢、合金钢等、并发展到不锈钢整体制造。由于近代热精轧机对弯窜辊衬板性能要求更高，故国内新建1580热连轧线上的精轧机弯窜辊衬板多是引进国外双金属复合衬板。初步分析表明：该耐磨衬板基体材质为超低碳纯净钢，硬度HB240左右；而表面则冶金结合有厚度为5-8mm的低合金高碳钢层，硬度HRC58±2(双金属冶金结合形式不详)。由于耐磨衬板要承受大的冲击，为保护轧机牌坊等重要部件，这种软基材硬表面的复合制造技术代表了近代热连轧轧机牌坊耐磨衬板的发展方向。由于上述进口双金属复合衬板价格昂贵，高达80万元/吨。国内尚没有可以取代的产品，因此造成热连轧机机组牌坊上使用轧机衬板成本居高难下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热连轧轧机耐磨堆焊复合衬板及其制备方法，以简单方便的加工方法得到耐磨复合衬板，大大降低成本，从而解决上述问题。

实现本发明目的之一的技术方案为：热连轧轧机耐磨复合衬板，它包括坯料基板，坯料基板上熔敷有耐磨层，耐磨层为堆焊合金，堆焊合金成分的重量百分比为：碳0.3-0.4、铬12-14、硅1.0-1.5、锰1.5-2.0、钒0.2-0.5、钼≤0.1、钛≤0.1、氮≤0.1，铁余量。

实现本发明目的之二的的技术方案为：热连轧轧机耐磨复合衬板的制造方法，它是将坯料基板焊接固定在一个防变形钢板上，在坯料基板的工作面上用马氏体不锈钢埋弧堆焊耐磨层；将堆焊好的耐磨复合衬板连同防变形钢板，一起进行消除应力退火处理，以平衡和消除整张耐磨复合衬板的焊接应力，待堆焊耐磨复合衬板降到常温后，将耐磨复合衬板和焊固用防变形钢板解体，得到耐磨复合衬板。

所述消除应力退火处理是500-540℃的温度条件下进行的。

回火时间为4-6小时。

所述坯料基板为不锈钢基板，得到的堆焊合金成分的重量百分比为：碳0.3-0.4、铬12-14、硅1.0-1.5、锰1.5-2.0、钒0.2-0.5、钼≤0.1、钛≤0.1、氮≤0.1，铁余量。

本发明在于克服国内整体热处理或非热处理制造的衬板耐冲击、耐热耐磨损性差，而进口复合制造的衬板价格昂贵，耐腐蚀性不足的上述不足，采用价格低廉、工序成本相对低的硬面堆焊复合制造。基本工艺原理是：选用10-30mm厚的2Cr13轧板为基板，采用Cr13系高韧性高耐磨堆焊合金埋弧堆焊硬面层，并通过高温消除应力退火后制成板坯、最后再加工复合制造成型。

它具有HRC56-58的高硬度和良好的焊接性和韧性，能满足衬板耐热、耐磨、耐冲击的使用寿命要求。

在工艺中必须要解决薄板大面积多层堆焊必然产生的扭曲变形难题。国内包括若干专利采取的办法有：一是反变形法(专利号ZL200710159302.3)；二是堆焊时用压板压紧待堆焊薄板，拆卸掉压紧夹具后扭曲变形的薄板则必须要用专门的矫直和平整机械进行整形(专利号ZL200510043930.6)。前者的缺点是反变形量很难掌握，特别是复杂变形时；后者不但辅助设备投入大，而且在冷矫直和热矫直过程中，所堆焊复合的硬面层容易开裂或发生组织相变异化。

耐磨板基材和耐磨堆焊合金均为热膨胀系数较大的不锈钢，而且硬面层和基材硬度相差较大，导致板面上诸多通孔、盲孔、油槽、倒角的加工应力变形大，要保证耐磨板尺寸加工精度和尺寸稳定性的难度较大。

采用本发明，所硬面堆焊复合制造的热连轧轧机(含弯窜辊堆焊复合耐磨衬板)，已达到用户图纸技术指标要求，使用寿命是国产各种轧机牌坊传统衬板的数倍以上，成品价格只及进口衬板的1/5-1/6。

采取本发明，10mm～30mm的2Cr13不锈钢板，全板面堆焊10mm左右厚冷却到室温，卸掉刚性拘束，板型平整度可达到≤0.5mm水平。即不需要采用难以保证平行度的予反变形法，也不需要变形后采用专门的矫直和平整机械进行整形。为后续诸多通孔、盲孔、油槽、倒角的机械加工创造了很好的基础，大大降低了工序复杂系数和制造成本，并为解决薄板堆焊变形开辟了一个简单易行的解决办法。

具体实施方式

本实施例中坯料基板采用2Cr13不锈钢板(轧制或热处理硬度为HB210-250)，轧板尺寸为240×790mm，厚度为16-20mm。将上述坯料基板焊接在一个防变形的厚钢板上。