[发明专利]高硬度高韧性纳米晶合金轧辊

说明书

技术领域

本发明涉及一种高硬度高韧性纳米晶合金轧辊。

背景技术

轧机利用轧辊滚动时产生的压力来轧碾轧材、使轧材金属产生塑性，其中轧辊是决定轧机效率和轧材质量的重要消耗部件，轧辊包括辊头、辊颈和辊身。为了增加轧辊的表面强度，需要对轧辊表面进行处理，合金化是轧辊表面处理中的一个重要步骤，现有技术中的合金化过程中通常采用将稀有金属投入钢水中并进行均匀搅拌的方式，这种方式虽然提高了表面强度，但是表面韧性会下降，且所需要参加的稀有金属量大，提高了成本。

发明内容

本发明的目的是解决提高了表面强度的同时表面韧性会下降，且所需要参加的稀有金属量大，提高了成本的问题。

本发明公开了高硬度高韧性纳米晶合金轧辊，包括如下重量百分比的各组分：纳米变质剂3.2-5.7%、钙1.6-2.7%、镁1.0-1.5%、钒4.5-5.7%、铬1.2-3.5%、钼0.3-0.65%、硼0.7-1.1%、硅0.4-0.8%、锰1.8-3.7%、镍1.2-2.5%、钕0.6-0.8%、磷≤0.02%、硫≤0.03%、余量为铁，纳米变质剂按重量百分比包括：13-20%纳米级氧化钛、18-25%纳米级氧化锆、21-28%纳米级三氧化二铝、余量为纳米级碳。

本发明还公开了合金轧辊的制作的方法：将纳米变质剂熔融，将铁投入炉中熔化，温至1100-1200℃之后将其余各元素以及纳米变质剂投入炉中搅拌4-8分钟，保温静置2-4分钟后将炉温降至800-1000℃，用炉内液体对模具进行浇注，浇注完成后开模后空冷15-20分钟，之后利用淬火液淬火，最后等待冷却；淬火剂采用以下重量份的原料经蒸馏、聚合、冷凝制成：聚乙二醇5-13份、酒石酸3-11份、偏钒酸钠4-9份、对甲苯酚4-6份、三乙醇胺0.1-2份、硝酸钠4-6份、水43-71份。

本发明的有益效果是：采用本发明后，细化了晶粒，在合金中形成了晶须结构，增强合金的韧性和硬度，减少稀贵金属掺加量，抗拉强度能够达到495MPa以上。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的说明。

实施例1：高硬度高韧性纳米晶合金轧辊，包括如下重量百分比的各组分：纳米变质剂3.2%、钙2.7%、镁1.0%、钒4.5%、铬3.5%、钼0.65%、硼0.7%、硅0.8%、锰1.8%、镍2.5%、钕0.6%、磷≤0.02%、硫≤0.03%、余量为铁，纳米变质剂按重量百分比包括：13%纳米级氧化钛、25%纳米级氧化锆、21%纳米级三氧化二铝、余量为纳米级碳。

将纳米变质剂熔融，将铁投入炉中熔化，温至1100℃之后将其余各元素以及纳米变质剂投入炉中搅拌4分钟，保温静置2分钟后将炉温降至800℃，用炉内液体对模具进行浇注，浇注完成后开模后空冷15分钟，之后利用淬火液淬火，最后等待冷却；淬火剂采用以下重量份的原料经蒸馏、聚合、冷凝制成：聚乙二醇5份、酒石酸11份、偏钒酸钠9份、对甲苯酚4份、三乙醇胺0.1份、硝酸钠4份、水43份。

实施例2：高硬度高韧性纳米晶合金轧辊，包括如下重量百分比的各组分：纳米变质剂5.7%、钙1.6%、镁1.5%、钒5.7%、铬1.2%、钼0.3%、硼1.1%、硅0.4%、锰3.7%、镍1.2%、钕0.8%、磷≤0.02%、硫≤0.03%、余量为铁，纳米变质剂按重量百分比包括：20%纳米级氧化钛、18%纳米级氧化锆、28%纳米级三氧化二铝、余量为纳米级碳。

将纳米变质剂熔融，将铁投入炉中熔化，温至1200℃之后将其余各元素以及纳米变质剂投入炉中搅拌8分钟，保温静置4分钟后将炉温降至1000℃，用炉内液体对模具进行浇注，浇注完成后开模后空冷20分钟，之后利用淬火液淬火，最后等待冷却；淬火剂采用以下重量份的原料经蒸馏、聚合、冷凝制成：聚乙二醇13份、酒石酸3份、偏钒酸钠4份、对甲苯酚6份、三乙醇胺2份、硝酸钠6份、水71份。

实施例3：高硬度高韧性纳米晶合金轧辊，包括如下重量百分比的各组分：纳米变质剂4.4%、钙2.1%、镁1.3%、钒5.1%、铬2.8%、钼0.48%、硼0.9%、硅0.6%、锰3.2%、镍1.7%、钕0.7%、磷≤0.02%、硫≤0.03%、余量为铁，纳米变质剂按重量百分比包括：16%纳米级氧化钛、22%纳米级氧化锆、25%纳米级三氧化二铝、余量为纳米级碳。