[发明专利]一种轧机用复合阶梯垫及其加工方法

说明书

本发明公开了一种轧机用复合阶梯垫及其加工方法。轧机用复合阶梯垫由中碳合金钢基体、基体底面的耐腐蚀熔覆层、基体阶梯面的耐磨损熔覆层三部分组成。其中，中碳合金钢基体为锻造而成且经过调质热处理，硬度为280～310HB基体底面的耐腐蚀熔覆层的化学成分及质量百分比为：15～17％Cr、10～12％Ni、2～3％Mo、0.5～1％Nb、1.5～2.5％Cu、1～1.5％Si、0.5～1.0％B、0.1％C、余量为Fe；基体阶梯面的耐磨损熔覆层的化学成分及质量百分比为：16～18％Cr、1～3％Ni、1～2％Mo、2～4％W、0.4～0.8％Ti、1～1.5％Si、0.8～1.2％B、0.18～0.25％C、余量为Fe。本发明方法加工后得到的轧机阶梯垫工作面耐磨损、底面耐腐蚀、本体强度高，其使用寿命为传统制造方法得到的阶梯垫寿命的3倍以上。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，尤其涉及一种轧机用复合阶梯垫以及这种阶梯垫的加工方法。

背景技术

阶梯垫是钢厂热轧带钢产线上的重要部件，其主要作用是调整下支承辊高度即轧制线的高度。在轧制过程中，阶梯垫承受着上千吨的压力作用且其接触部位应力较高，极易产生摩擦磨损。而且，阶梯垫长期处于高温潮湿的工作环境中，还会有高速飞溅的氧化铁皮沉积在其表面。因此，阶梯垫的主要失效形式为表面磨损、腐蚀以及整体压溃。

目前，阶梯垫主要有整体式和分体式共两种形式：整体式是指一块阶梯垫的工作面由多个台阶构成，每个台阶面存在一定的高度差；分体式是指一块阶梯垫只有一个厚度尺寸，再由多块不同厚度的阶梯垫拼接而成。基于阶梯垫的工作环境，其需要具备优异的耐磨损、耐腐蚀、耐冲击等性能。目前主要的制造形式是采用马氏体不锈钢或者高合金结构钢作为基体，表面进行渗碳、渗氮、淬火等处理。然而，采用这些方法制造的阶梯垫耐磨损、耐腐蚀性能仍不能满足钢厂日益增加的长寿命要求，目前普遍的使用寿命为1年左右。因此，有必要寻找一种更加优良的技术方法来延长阶梯垫的使用寿命。

中国专利CN109468634B(公告日2021.2.2)公开了一种激光熔覆技术恢复轧机阶梯垫的工艺方法、CN113564482B(公告日2022.2.8)公开了一种轧机用改造阶梯垫及其表面熔覆堆焊工艺、CN109112529A(公开日2019.1.1)公开了一种轧机下阶梯垫板的修复方法、CN112795916A(公开日2021.5.14)公开了轧辊阶梯垫的激光熔覆合金粉末及激光熔覆方法，它们均是采用激光熔覆的方式进行阶梯垫的表面强化或修复，但是它们都忽视了一个问题：阶梯垫底面常年也受到高温水汽腐蚀等作用，如果不做处理的话，底面会产生腐蚀失效从而缩短阶梯垫的使用寿命。此外，这些专利也没有针对阶梯垫的制造工艺过程加以阐述，而仅仅是针对激光熔覆工序进行描述。

因此，目前采用激光熔覆方法制作轧机阶梯垫缺少底面熔覆的报道，也没有完整工艺流程的报道。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种轧机用复合阶梯垫及其加工方法。使用本发明方法加工后得到的轧机阶梯垫工作面耐磨损、底面耐腐蚀、本体强度高，其使用寿命为传统制造方法得到的阶梯垫寿命的3倍以上。

本发明一种轧机用复合阶梯垫，它由中碳合金钢基体、基体底面的耐腐蚀熔覆层、基体阶梯面的耐磨损熔覆层三部分组成。

进一步地，中碳合金钢基体为锻造而成且经过调质热处理，硬度为280～310HB。

进一步地，基体底面的耐腐蚀熔覆层的化学成分及质量百分比为：15～17％Cr、10～12％Ni、2～3％Mo、0.5～1％Nb、1.5～2.5％Cu、1～1.5％Si、0.5～1.0％B、0.1％C、余量为Fe。

进一步地，基体阶梯面的耐磨损熔覆层的化学成分及质量百分比为：16～18％Cr、1～3％Ni、1～2％Mo、2～4％W、0.4～0.8％Ti、1～1.5％Si、0.8～1.2％B、0.18～0.25％C、余量为Fe。