[发明专利]抗金属磨屑沾附的复合金属材料及其在轧钢方面的应用

说明书

本发明公开了一种抗金属磨屑沾附的复合金属材料。本发明首次发现了针状簇的Cr系不锈钢马氏体组织所具有的优异的抗磨屑沾附特性，并基于该发现提出了一种抗金属磨屑沾附的复合金属材料，通过在基材金属表面制备一层组织形态为尖头朝上的针状簇的Cr系不锈钢马氏体抗沾附层来使得复合金属材料获得优异的抗金属磨屑沾附性能。本发明还公开了上述复合金属材料在轧钢方面的应用。相比现有技术，本发明复合金属材料的抗磨屑沾附性能极其优异，并且生产制备成本较低，可广泛应用于类似轧钢厂剥皮工序的磨屑冷却通道金属挡板这样的应用场合。

技术领域

本发明涉及一种复合金属材料，尤其涉及一种抗金属磨屑沾附的复合金属材料。

背景技术

轧钢(长材轧制)领域随着终端产品的稳定性和精密度越来越高的要求，包括高速线材、无缝钢管等轧制技术的提升，需要对精轧前钢坯进行氧化皮的剥离工序(行业内俗称“剥皮”)，目前主流的剥皮工序采用高速砂轮机，对热轧钢坯表面进行全剥皮，由于长材产量的巨大，剥皮工序产生的磨屑非常惊人，按照剥离的质量统计，年产100万吨的一个长材轧制车间，每年剥离的氧化皮质量在3％左右，就是年3万吨左右，而磨削产生的磨屑具有高温(显红热)、高速冲击等特性，一般生产过程都会碰到磨屑快速在金属挡板表面沾附的状况，而且磨屑通常呈粉屑状，由于工序环境的制约，目前常规使用的磨屑金属挡板通常背面附冷却水箱，冷却水箱在长期磨屑刮擦冲击下经常会有冷却水的泄露，一旦泄露的冷却水接触磨屑，磨屑就会板结，板结状磨屑块极易沾附于金属挡板表面，与新的氧化皮产生强力沾附，如此会导致磨屑在冷却通道快速结块、板结，难以清除，极易导致各类事故发生。工业上有使用不锈钢系列直接作为挡板使用的先例，但是不锈钢系列钢板只能解决磨屑不在挡板表面锈蚀的问题，不能解决磨屑本身板结及锈蚀的问题。目前已知的一种解决方案是对磨屑冷却通道的金属挡板表面进行镜面抛光处理，以尽可能减少高温磨屑的沾附，然而此种方案的实现成本畸高，且防止磨屑沾附的效果差强人意。

因此，需要研究一种新型的金属材料，既能够有一定的强度，作为挡板支撑使用，又能够解决磨屑沾附的难题，磨屑不在挡板表面沾附，就可以及时通过通道排出，而不会导致板结等情况的发生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种抗金属磨屑沾附的复合金属材料，可以极低的成本实现良好的抗金属磨屑沾附性能。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种抗金属磨屑沾附的复合金属材料，所述复合金属材料由基材金属以及基材金属表面的Cr系不锈钢马氏体覆层组成，所述Cr系不锈钢马氏体覆层的马氏体组织形态为尖头朝上的针状簇。

优选地，所述复合金属材料的制备方法包括以下步骤：

步骤1、在基材金属表面预先铺一层预制粉，所述预制粉是按照所述Cr系不锈钢马氏体覆层的目标组分，以低碳Cr铁粉为主，与其它组分金属粉相混合得到；

步骤2、将所述预制粉熔覆于基材金属表面，并通过淬火令熔覆覆层转化为马氏体组织形态为尖头朝上的针状簇的Cr系不锈钢马氏体覆层。

优选地，所述预制粉各组分的重量占比为：C为2.5～5.0％，Nb+Mo+V+Ti为≤12.0％，B为<0.6％，Cr为18.0～35.0％，余量为Fe。

作为其中一个优选方案，所述预制粉各组分的重量占比为：C为2.5～5.0％，Nb+Mo+V+Ti为≤0.2％，B为<0.6％，Cr为21.0～35.0％，余量为Fe。

作为其中第二个优选方案，所述预制粉各组分的重量占比为：C为4.0～5.0％，Nb+Mo+V+Ti为≤0.2％，B为<0.02％，Cr为25.0～35.0％，余量为Fe。