[发明专利]一种高硼铸造合金导卫及其热处理方法

说明书

技术领域

本发明属于轧钢技术领域，具体涉及轧钢机导卫及其制造方法，特别涉及一种高硼铸造合金导卫及其热处理方法。

背景技术

在轧钢过程中，轧钢机的钢材进出口处的导卫(包括导卫板和导卫辊)工作环境十分恶劣，900℃以上的红热钢材连续从导卫上通过，同时又要喷水冷却，温差变化大而急剧。所以导卫磨损快，寿命低，需频繁更换，消耗量很大，且易产生龟裂和断裂，影响轧钢生产效率。另外，导卫使用中易产生粘钢现象，影响轧制钢材的质量。而粘钢的根本原因是导卫在高温、急冷急热的工作条件下，与快速穿过的红钢发生“焊合作用”。这就要求导卫材料必须具备高的热强性与抗氧化性，良好的耐磨性、热稳定性及导热性，较小的热膨胀系数和低的摩擦系数等。因此，解决导卫的材质问题是提高轧钢作业效率和钢材质量，降低消耗，减轻工人劳动强度，减少事故的有效措施。

为了提高导卫的使用寿命，中国发明专利CN1351910公开了一种复合合金材料导卫板及其制作方法。采用40Cr等低合金钢作为本体1，进出口为方形、椭圆形或其它形状，在导卫板的工作面部位制作以冶金结合的合金材料层面2，合金层由C、Mo、W、Mn、V、Ti、B、Si单元、二元或多元形成，合金层可以是铬钼钒合金系列，也可以是铬钨合金系列，还可以是硼铬钒合金系列，合金层亦可铸包少量的Cr₃C₂、Al₂O₃、WC等高硬度金属颗粒，合金层的厚度可根据使用要求和铸件的厚度确定。但由于合金层与低合金钢本体结合质量不易控制，导卫板使用过程中，合金层易开裂和剥落，影响导卫板的正常使用。

中国发明专利CN1088271公开了一种高温耐磨合金及其制造技术。它是以Cr为主要合金元素，并同时添加有Ni、Mo、W、Cu、N、C、Si、Mn等多种元素的铁基合金。在制备过程中，采用稀土与碱土元素合成的中间合金进行变质处理后，其显微组织具有孤立的细块状与断条状的M₇C₃等高硬度合金碳化物，和过饱和固溶强化程度较高，稳定性适中的奥氏体基体。这种合金在交变受热的高温下不发生γ→α相变，但具有高温析出硬化效应，用作交变受热的高温耐磨材料，较好地缓解了耐磨性与热疲劳韧性的矛盾。在交变受热达900℃以上的轧机导卫装置上应用，大大提高了耐用性，但含有3.0-10.0％Ni，1.0-3.0％Mo和15-35％Cr，将增加导卫板的生产成本。

中国发明专利CN1736626还公开了一种复合导卫辊及其加工方法。导卫辊的辊基体由普碳钢制成，辊基体的辊面上涂敷一层耐热、耐磨硬质面层；加工方法系采用真空烧结的方法，基体采用普通碳钢，表面采用硬质材料，在保持了基体材料原有的强度、塑性等良好性能外，又赋予了导卫辊表面高硬度以及优良的耐磨性、腐蚀性、耐冲刷性等多种功能。但采用真空烧结方法涂敷耐热、耐磨硬质面层，存在工艺复杂和耐磨层与基体结合差的不足，导卫辊使用中辊面易开裂和剥落，影响轧钢生产。

中国发明专利CN1609256还公开了一种粉末冶金轧钢导卫辊及其制造方法。通过材质优化设计和粉末冶金液相烧结技术，获得了性能优良的轧钢导卫辊。粉末冶金轧钢导卫辊的粉末原料成分为：Cr8～20％；Mo0.8～3.6％；W0.5～2％；Ni、Co、Cu3.5～7％；V0.3～1.2％；BN0.1～0.5％；C1.8～2.5％；酰胺蜡粉0.5％；表面活性剂0.3～1％；余量为铁粉。粉末冶金轧钢导卫辊的制造方法包括以下步骤：a.配料与混料；b.压制成型；c.烧结；d.热处理；e.机械加工。存在生产工艺复杂和生产成本高以及导卫辊韧性差等不足。

发明内容

本发明目的是提供一种高硼铸造合金导卫及其热处理方法。本发明通过在抗氧化性较好的高铬抗磨耐热钢中，加入硼元素，淬火热处理后，获得马氏体和残留奥氏体基体，在基体上生成硬度高、热稳定性好的硼碳化合物，使高铬抗磨耐热钢在保持高的抗高温性能的前提下，还具有优良的耐磨性。本发明高硼铸造合金导卫基体含碳量较低，具有良好的抗激冷激热性能，另外，硼碳化合物的存在，可减轻导卫粘钢倾向。