[发明专利]一种超强耐磨高合金钢辊压机辊套及制造方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种超强耐磨高合金钢辊压机辊套及制造方法，特别是离心铸造超强耐磨高合金钢/低合金钢辊压机辊套及其制造方法，属于建材行业铸造技术领域。 

背景技术

目前，生产的辊压机辊套主要采用锻件，并在表面堆焊一层耐磨层，以提高其耐磨性。但是，由于辊套在碾压破碎时受物料反复切削磨损，在工作中承受巨大的压力引起的周期性交变压力以及反复磨损，使辊套表面产生沟壑和凸棱，且表面堆焊层极易出现龟裂、掉肉现象，这样更加快部件的损坏，使用寿命短，需多次堆焊修复，且受生产场地等诸多因素的限制，堆焊很难达到标准要求，严重影响辊压机的使用效率。

发明内容

本发明目的是提供一种超强耐磨高合金钢辊压机辊套及制造方法，使用寿命长，具有高耐磨性、高强度及韧性，解决背景技术存在的上述问题。

本发明技术方案是：

一种超强耐磨高合金钢辊压机辊套，外层采用超强耐磨高合金钢，内层采用低碳中合金钢复合而成，外层材料化学成分重量百分比为：C 1.5-2.8、Si 0.2-0.9、Mn 0.2-0.9、Cr 5.0-9.0、Ni 0.5-2.5、Mo 5.0-9.0、V 0.9~2.5、P≤0.035、S≤0.035、Re 0.2，余量为Fe；内层材料化学成分重量百分比为：C 0.32-0.62、Si 0.2-0.9、Mn 0.2-0.9、Cr 0.2-0.9、Ni 0.4-1.5、Mo≤2.0 、P≤0.035、S≤0.035、Re 0.25，余量为Fe。

根据辊压机辊套特性，外层采用超强耐磨高合金钢，内层采用低碳中合金钢，使用寿命长，具有高耐磨性、高强度及韧性。

一种超强耐磨高合金钢辊压机辊套的制造方法，包含熔化外层超强耐磨高合金钢、熔化内层低碳中合金钢、离心浇注复合辊套、复合辊套热处理工序，所述复合辊套热处理工序按照以下步骤进行：

a、退火

以辊套脱模温度为依据，进行2-3小时的保温均温过程；然后以30℃/h升温至750-850℃，并保温4-6小时后，炉冷至550-680℃，保温6-10小时，然后让辊套炉冷却至室温出炉，进行粗加工；

b、淬火

自室温开始，以10℃／h缓慢加热到350℃并保温8-10小时，然后以15℃／h缓慢加热到650℃并保温8-10小时，然后以20℃／h缓慢加热到750-850℃并保温8-10小时，然后以30℃／h升温至950-1050℃，并保温12-18小时后，将辊套由炉内取出，均匀风冷至300℃，然后吊装到回火炉中，随炉缓慢冷却至150℃；

c、回火

待辊套在回火炉中冷却到150℃后，执行第一次回火工艺；自150℃以15℃／h缓慢加热到550℃并保温12-15小时，随炉冷却至150℃；

第二次回火；自150℃以15℃／h缓慢加热到550℃并保温12-15小时，随炉冷却至150℃；

第三次回火；自150℃以15℃／H缓慢加热到550℃并保温10小时，缓慢随炉冷却至室温出炉。

本发明的主要技术要点体现在如下几个方面：

1、优选辊套外层材质配比，提高外层合金元素含量，以确保提高辊套的耐磨性、断裂韧性。合金元素在产品组织中形成各种碳化物，同时还影响金属基体的转变特性。碳化物的硬度、形貌、数量、分布和金属基体的组织、性能对产品的耐磨性、韧性等性能起着决定性作用。通过提高C、Cr、Mo、V、W等合金的含量可以强化基体，增加碳化物总量，有利于辊套摩擦表面的平滑性。辊套的断裂韧性受合金元素含量（特别是碳含量），碳化物形态、数量和分布及热处理制度的影响。本发明通过验证K_IC随C量增加呈直线规律下降，随V量增加而提高。这是因为C量增加使组织中碳化物的体积分数增大，对基体的割裂作用增大；而V量增加，MC增多，较之M₂C等碳化物对基体的割裂作用大为减缓。

2、通过合理的离心复合铸造工艺，使内外层实现冶金结合，结合状态好。通过对浇注温度、浇注时间、离心机转速等严格的控制，确保结合层状态良好。

3、采取退火、淬火和回火的热处理工艺。达到改善碳化物形态、促进组织转变和细化组织的目的，以提高辊套的耐磨性和断裂韧性。特别是通过高温回火，增加回火次数，析出细小弥散的碳化物，减少了晶格畸变，并起到沉淀强化的作用，故K_IC值增大。