[发明专利]一种高速钢材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械加工材料，尤其是涉及一种对高速钢辊环轧辊及其制造方法。

背景技术

高速钢是高速工具钢的简称，通常用于制作高速切削的工具，是一系列钢号的总称。由于其具有良好的耐磨行和淬透性，尤其是高温时的红硬性，使其成为制造轧辊的理想材料。这类钢的特点：具有较高的高温硬度，及时在高速切削条件下，刀刃边不会因发热而软化，其在淬火~回火后的硬度可达到HRC63以上，并且在600℃时仍能保持HRC55以上的高硬度。利用高速钢生产的各种辊环，可以理解为一种轧辊，用于各大钢厂的连轧或者半连轧线上，以轧制高速线材轧机上的一种磨损配件。

目前国内的辊环一般都选用硬质合金碳化钨和合金球墨铸铁(即所谓高镍铬无限冷轧辊)，其次有采用国外进口辊环。三种材质不同的区别是：高镍铬无限冷辊环基体中有大量的石墨，基体硬度低，轧材寿命短，换辊频率高，严重影响轧材的质量和产量。硬质合金辊环虽然有高硬度和很好的耐磨性，单基体组织的稳定性差，很容易造成在使用过程中裂辊、爆辊，而且价格高，并在装机过程中该材质比重大，重量重，操作不便。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的轧材寿命短、裂辊爆辊率高、耐磨性与稳定性不能共存的矛盾等技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：高速钢材料的制造方法包括配制熔料、熔炼、精炼球化、离心浇铸、球化退火、热处理淬火、回火、精胚机加工；在精炼球化过程中，当温度达到1500℃～1650℃之间时，加入添加剂，所述添加剂的用量为熔料总量的0.25％～0.55％；

a)所述高速钢材料配方以工具钢为主要原料，以重量份数计，其配方成份为：

工具钢 50～90

C 2.0～2.8 Si 0.5～1.0 Mn 0.5～1.0

W 8.0～20  Mo 2.0～5.0 V 4.0～18

Cu 2.0～5.0 Co 1.0～4.0 S 0.002～0.004

P 0.002～0.004 Cr 3.0～6.0

b)所述变质剂以重量份数计，其配方为：稀土粉20～50，生石灰25～45，铝粉20～30。

方案原理：

以往轧辊工作层组织多为基体上分布着M3C型共晶碳化物，组织粗大，硬度较低。而本发明材料制得的轧辊的工作层一般采用高C、V、W类型高速钢，工作基体上分布着高硬度的MC型和M6C型碳化物，并且随着V、W含量增加，铸态组织中鱼骨状M6C型碳化物减少，MC型碳化物增加，淬火后基体组织为回火马氏体和贝氏体。轧辊中含有较高的Ni、No等合金元素，使基体组织得到马氏体组织、碳化物形态为块状星状分布，因而具有良好的导热性和较高的抗拉强度，通过适当的热处理可获得优良的综合机械性能，从而具有较高的耐磨性。

在工作层内硬度落差基本不降，辊身表面硬度均匀，轧辊工作层硬度高，采用离心铸造法，在重力系数可达100g以上的离心力作用下，形成致密的工作层；但由于高速钢中各元素密度偏差很大，易产生成分偏析，本发明中变质剂的加入，正式为了解决了这一问题，加入所述变质剂后，基体组织得到细化，原组织中存在的网状碳化物转变为孤立和团球状碳化物，使强度、韧度、耐磨性，得到了提高。

本发明材料制得的高速钢辊环，在使用过程中，轧材吨位高，磨耗低，价格合理，出现裂辊、爆辊几率低。轧材表面光洁度好耐磨性能比国内普通辊环(高镍铬无限冷)高5～7倍。国内合金辊环目前售价50万到70万每吨，本发明材料制得的高速钢辊环售价为13到16万元每吨，使用寿命高于普通辊环5-7倍，减少换辊频率，大大降低劳动成本，提高轧钢产量。高速钢新材料辊环销售价格与国外高速钢辊环相比仅为1/3，硬质合金(碳化钨)的1/4，硬质合金辊环销售价格40万-60万元每吨，而高速钢新材料制作的辊环，使用寿命近似于硬质合金轧辊。

因此，本发明熔料组方合理，工艺科学，操作简便，与普通辊环轧辊相比，具有更高的硬度，抗弯强度及抗冲击、抗热疲劳韧性，热硬性好等特点。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

a)配制熔料

工具钢 70

C 2.0  Si 1.0 Mn 1.0

W 20  Mo  5.0 V  4.0

Cu 2.0 Co 1.0  S 0.002

P 0.002 Cr 3.0