[发明专利]一种高速钢轧辊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于轧钢技术领域，具体涉及一种高速钢轧辊及其制备方法。

背景技术

高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢，又称高速工具钢或锋钢，俗称白钢。它是一种成分复杂的合金钢，含有钨、钼、铬、钒、钴等碳化物形成元素。合金元素总量达10～25%左右。它在高速切削产生高热情况下(约500℃)仍能保持高的硬度，HRC能在60以上。这就是高速钢最主要的特性——红硬性。而碳素工具钢经淬火和低温回火后，在室温下虽有很高的硬度，但当温度高于200℃时，硬度便急剧下降，在500℃硬度已降到与退火状态相似的程度，完全丧失了切削金属的能力，这就限制了碳素工具钢制作切削工具用。而高速钢由于红硬性好，弥补了碳素工具钢的致命缺点，可以用来制造切削工具。

高速钢的热处理工艺较为复杂，必须经过淬火、回火等一系列过程。淬火时由于它的导热性差一般分两阶段进行。先在800～850℃预热(以免引起大的热应力)，然后迅速加 热到淬火温度1190～1290℃（不同牌号实际使用时温度有区别），后油冷或空冷或充气体冷却。工厂均采用盐炉加热，现真空炉使用也相当广泛。淬火后因内部组织还保留一部分(约30%)残余奥氏体没有转变成马氏体，影响了高速钢的性能。为使残余奥氏体转变，进一步提高硬度和耐磨性，一般要进行2～3次回火，回火温度560℃，每次保温1小时。

申请号：200410024855.4公开了一种使高钒高钴高速钢获得超塑性性能的方法：选择母合金料,采用喷射成形工艺,获得高钒高钴高速钢块体;再大压下量热轧,热轧温度950～1100℃,每道次压下量为50～80%;控制冷却。

申请号：200510003113.8公开了一种低成本的高速钢，它以C、Cr、Si、Mn、W为主加合金元素,再添加少量Mo、V、Al组成;本产品具有高强韧性、高硬度,并具有高的红硬性,热加工性能优异、成材率高、不易淬火开裂等特点。

申请号：200510009673.4公开了一种无Co超硬型高速钢，它的重量比组成为:碳1.00-1.20、钨6.50-7.50、钼3.50-5.00、铬3.50-4.50、钒1.60-2.20、硅0.60-1.20、锰0.20-0.60、氮0.04-0.10和余量的铁。本发明产品中不含Co,而性能水平近于和达到含Co高速钢。

高速钢轧辊是问世时间最短、发展最快且应用前景最广的热轧辊材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种超硬、高强韧性、高耐磨性高速钢轧辊及其制备方法。

本发明是在现有技术的基础上，对现有的高速钢轧辊的化学成分进行研究，意外制的了一种超硬、高强韧性、高耐磨性高速钢轧辊。

具体地，本发明的目的主要通过以下措施来实现：

一种高速钢轧辊，其化学组成成分以质量百分比表示为：钨2.00-3.20、铬3.00-2.00、碳1.00-1.20、硅0.60-1.00、钼0.50-0. 80、钒0.20-0.60、硼0.20-0.60、银0.20-0.60、氮0.05-0.10、铜0.20-0.60、稀土 0.08-0.16、镁0.04-0.10、钛0.04-0.10、钾0.10-0.20、钠0.08-0.16、碲0.02-0.04、铋0.02-0.04，余量为铁和不可避免且含量在0.01以下的微量杂质。

作为优选，本发明高速钢轧辊，其化学组成成分以质量百分比表示为：钨3.00、铬2.80、碳1.10、硅0.80、钼0.65、钒0.48、硼0.36、银0.42、氮0.07、铜0.32、稀土0.12、镁0.05、钛0.06、钾0.12、钠0.10、碲0.02、铋0.03，余量为铁和不可避免且含量在0.01以下的微量杂质。

本发明高速钢轧辊，具体制备方法，包含以下步骤：

 1)将废钢、增碳剂、铬铁、铜板、钨铁和钼铁混合加热熔化，钢水熔清后加入硅铁，升温至1500-1550℃时，加入银和含氮铬铁，然后依次加入钒铁、硼铁和钛铁，炉前调整成分合格后，将钢水温度升至 1580℃左右，扒渣后出炉。

2) 将铋铁、碲化铜中间合金、碳酸钾、碳酸钾和稀土镁合金破碎至粒度小于8mm的小块，经120-140℃烘干至恒重后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理。

3) 将钢水在铸型中浇注成轧辊，钢水浇注温度 1450-1500℃。

4)轧辊降温至500-600℃，保温12-24小时，然后冷却至150-200℃，空冷至室温。

5）精加工。  

其中