[发明专利]一种低碳高硼耐磨合金轧辊及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低碳高硼耐磨合金轧辊的制备方法。该制备方法包括如下步骤：将过渡层进行表面处理后装入模具，并与模具同心；将熔炼好的低碳高硼耐磨合金浇入模具内壁与过渡层之间，浇注形成工作层，并与过渡层结合形成双金属辊套；将双金属辊套进行退火处理；将退火后的双金属辊套与辊轴进行装配，并按设计规格和轧件规格对双金属辊套外圆进行加工；对轧辊的工作面进行表面细晶硬化处理，使其表面形成细晶硬化组织层。本发明提供的低碳高硼耐磨合金轧辊的制备方法，取消整体淬火工艺，降低热处理费用，且在轧辊工作面形成有细晶硬化组织，提高轧辊工作层的硬度和耐磨性。本发明还提供通过该制备方法制备得到的低碳高硼耐磨合金轧辊。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，特别涉及一种低碳高硼耐磨合金轧辊及其制备方法。

背景技术

轧辊是轧钢生产中的常用消耗部件，轧辊的质量直接关系到轧机的生产效率和轧材的表面质量以及轧钢生产成本，提高轧辊质量对轧钢有重要的意义。在应用中，磨损是轧辊消耗的一个重要原因，也是其失效的主要形式之一，因此研究和发展新一代耐磨材料，减少磨损，同样具有重要的意义。

为了提高材料的强度、硬度和耐磨性，国内外已成功开发了多种性能优异的高速钢；这些材料中含有较多的铬、钼、镍等稀有元素，生产成本较高，市场竞争力弱；在高速钢中加人适量硼，可形成高硬度的碳硼化合物，通过控制硼含量可以控制硼化物硬质相的体积分数，控制含碳量可以实现控制基体含碳量，继而控制基体的性能，从而改善高速钢耐磨性；其中低碳高硼碳钢具有合金用量少、成本低、熔炼简单、铸造性能优异等特点；而且我国硼矿资源丰富，是世界上为数不多的硼资源大国；因此我国适合发展高硼高性能钢铁材料。

目前，高速钢轧辊、高硼轧辊多采用离心铸造辊身加填芯铸造辊轴的工艺，主要有如下缺点：①当轧辊外层硼含量高时，与其他元素形成的硼化物与铁基体存在密度差异，离心铸造时，由于离心力的作用，高密度的硼化物及碳化物会向轧辊表面偏析；②内外层界面结合不良；③外层的合金元素容易扩散到芯部形成大量的碳化物，引起芯部球铁材料脆性增大、抗冲击性能下降，在轧钢过程中易发生断辊事故；④采用整体淬火工艺，硬度梯度大，热处理周期长、成本高；⑤外层高速钢材料磨损后，辊芯只有重新熔炼才能实现循环利用的问题，造成材料和能源的浪费。

鉴于此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种低碳高硼耐磨合金轧辊及其制备方法，低碳高硼耐磨合金轧辊工作面形成有细晶硬化组织，从而可提高轧辊工作层的硬度和耐磨性；制备方法取消整体淬火工艺，只对辊身表面进行硬化和细晶处理，工艺简单，热处理费用低。

为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种低碳高硼耐磨合金轧辊的制备方法，所述轧辊包括辊轴和套设于所述辊轴的双金属辊套，所述双金属辊套包括过渡层和工作层，所述工作层采用低碳高硼耐磨合金，所述轧辊的制备方法包括如下步骤：

步骤S1：将过渡层进行表面处理后装入模具，并与模具同心；

步骤S2：将熔炼好的低碳高硼耐磨合金浇入模具内壁与过渡层之间，浇注形成工作层，并与过渡层结合形成双金属辊套；

步骤S3：将双金属辊套进行退火处理；

步骤S4：将退火后的双金属辊套与辊轴进行装配，并按设计规格和轧件规格对双金属辊套外圆进行加工；

步骤S5：对轧辊的工作面进行表面细晶硬化处理，使其表面形成细晶硬化组织层。

进一步地，所述低碳高硼耐磨合金包括按重量百分比计的如下成分：