[发明专利]一种高碳高钒粉末高速钢复合辊环及其制造方法

权利要求书

1.一种高碳高钒粉末高速钢复合辊环，其特征在于，所述复合辊环包括：内层钢管(1)和外层粉末高速钢(2)，所述内层钢管(1)为预制的圆筒形内钢管，所述外层粉末高速钢(2)是通过热等静压方法包覆在所述内层钢管(1)外周的圆筒形高速钢管；

所述内层钢管(1)的厚度与所述外层粉末高速钢(2)的厚度之比为1：(0.6-1.5)。

2.根据权利要求1所述的高碳高钒粉末高速钢复合辊环，其特征在于，所述内层钢管(1)的外管面预制有若干突起(11)或者凹坑(12)，所述突起(11)突出的高度或者所述凹坑(12)内凹的深度是所述内层钢管(1)厚度的1/15-1/6；

或者，所述内层钢管(1)的外管面预制有若干环形的凸肋(13)或者凹槽(14)，所述凸肋(13)突出的高度或者所述凹槽(14)内凹的深度是所述内层钢管(1)厚度的1/15-1/6。

3.根据权利要求1或者2所述的高碳高钒粉末高速钢复合辊环，其特征在于，所述内层钢管(1)的化学成分以及各成分的质量百分占比为：

C：0.32-0.4％、Si:0.8-1.0％、Mn:0.2-0.3％、Cr:4.8-5.5％、Mo:1.1-1.7％、V:0.8-1.2％、P≤0.03％、S≤0.03％，余量为Fe及不可避免的杂质。

4.根据权利要求1或者2所述的高碳高钒粉末高速钢复合辊环，其特征在于，所述外层粉末高速钢(2)的化学成分以及各成分的质量百分占比为：

C：2.5-3.2％、Si:0.5-1.0％、Mn:0.3-0.8％、W:2.0-4.0％、Mo:3-8％、V:8-11％、Cr:4-6％、P≤0.03％、S≤0.03％，余量为Fe及不可避免的杂质。

5.一种高碳高钒粉末高速钢复合辊环的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

步骤一，按照预定尺寸和化学组分制作好内层钢管(1)，清洁除杂后待用；按照预定尺寸制作好热等静压用包套(3)，将所述热等静压用包套(3)与所述内层钢管(1)组合安装；

步骤二，按照预定化学组分制作好外层粉末高速钢(2)用合金粉末，合金粉末的粒度为40μm-100μm，将合金粉末填满所述内层钢管(1)与所述热等静压用包套(3)围城的空间，在真空环境下用电子束将所述内层钢管(1)与所述热等静压用包套(3)焊接封口；

步骤三，用热等静压复合工艺，将合金粉末烧结成型为所述外层粉末高速钢(2)，其中，热等静压复合工艺的参数为：温度为1020℃-1280℃、压力为130MPa-180MPa、保温时间为1.5h-4h；

步骤四，经过热等静压复合工艺后，再进行退火、淬火和回火的热处理程序，拆除所述热等静压用包套(3)制造成复合辊环。

6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，步骤一中，所述热等静压用包套(3)包括包套内管(31)、包套外管(32)、包套底板(33)和包套盖(34)，所述包套内管(31)的外径比所述内层钢管(1)的内径小0.3mm-1mm，所述包套内管(31)的径向长度比所述内层钢管(1)的径向长度长1mm-2mm；

所述热等静压用包套(3)与所述内层钢管(1)同轴组装，组装时，将所述包套内管(31)套装在所述内层钢管(1)内部，将所述包套外管(32)套装在所述内层钢管(1)外部，将所述包套底板(33)嵌入到所述包套内管(31)与所述包套外管(32)底部之间后焊接，在所述内层钢管(1)与所述内层钢管(1)之间填满合金粉末并在真空环境下将所述包套盖(34)压扣在所述包套内管(31)与所述包套外管(32)顶部之间后焊接。

7.根据权利要求5或者6所述的制造方法，其特征在于，步骤二中，所述热等静压用包套(3)焊接封口之前的真空环境，为压强等于或者小于1×10^-3Pa。

8.根据权利要求5或者6所述的制造方法，其特征在于，步骤四中，退火工艺为：950℃-1030℃、保温3h-6h，炉冷到500℃以下空冷却到常温；

淬火工艺为：1050℃-1150℃、保温2h-4h，以≥200℃/h炉冷或油冷到500℃以下再空冷到常温；

回火工艺为：530℃-570℃、保温2h-4h，炉冷或空冷到室温，同工艺回火2-3次。