[发明专利]一种高速线材轧机用导卫辊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于硬质合金生产领域，尤其涉及一种高速线材轧机用导卫辊及其制备方法。

背景技术

随着经济的高速发展，钢铁行业得到了很快的发展，作为高速线材轧机在轧制过程中所使用的导卫辊，在工作过程中，导卫辊直接与轧件接触，其工作环境及其恶劣，要承受高温、冲击、摩擦、腐蚀等物理与化学作用，因此导卫辊必须满足：(1)具有足够的高强度和钢度，由于钢材通过导卫辊时的线速度高达50m/s以上，所以其冲击动能很大，若零件的强度不高，就极易在冲击作用下产生断裂，影响钢材轧制；(2)具有较高的硬度和红硬性；(3)具有良好的耐磨性和耐腐蚀能力。

导卫辊的制造材料从碳钢逐渐发展为各类合金钢、高速钢、甚至于硬质合金，其使用效果及耐用度等方面虽然有所提高，但其硬度、耐高温性、耐腐蚀性及其高温稳定性、耐氧化性、抗阻尼性等方面都存在一定的局限性。为此，寻找资源丰富、价格低廉，且能够满足其使用要求的合理材料，受到越来越多相关研究人员的关注。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种高速线材轧机用导卫辊及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高速线材轧机用导卫辊，其成分按重量百分比计为：

优选地，一种高速线材轧机用导卫辊，其成分按重量百分比计为：

其中，所述的Si₃N₄的指标为：粒度＜0.5μm，含有Si>5.95％、N₂>39％、O₂＜0.8％和游离Si＜0.5％。

上述所述导卫辊的制备方法，步骤如下：

(1)将85.0-92.0％Si₃N₄、2.0-5.0％AL₂O₃、1.5-2.5％Y₂O₃、0.2-0.8％La₂O₃、0.2-0.5％ZrO₂、0.2-0.3％CeO₂、1.0-2.0％Mo、0.5-1.0％MgO、1.0-2.0％Fe₂O₃和1.0-1.5％SiO₂准确称重，装入300L球磨机中，球料比为4:1，加入50-60L去离子水和15kg成型剂,球磨32h后，过320目筛，用BP-300A型闭式循环喷雾干燥塔，蒸干制粒后备用；

(2)称取步骤(1)的备用料装入模具中，在压力250MPa/cm²的压力下压制成型；

(3)将压制好的毛坯放入氢气脱胶炉中，400℃保温2h，脱除成型剂；

(4)将步骤(3)的毛坯放入真空加压烧结炉内，3h升至900℃保温30min，4h升至1350℃保温30min，6h升至1550-1650℃并通入氮气加压至5MPa,保温保压90-120min，完成加压烧结；

(5)真空加压烧结炉降温至100℃以下，将工件取出，加工、磨削加工得成品。

其中，所述的成型剂为5wt％的聚乙烯醇。

本发明的有益效果是：

1、氮化硅是一种超硬材质，本身具有自润性且耐磨损，在高温下强度和硬度下降小，具备耐氧化、耐腐蚀及抗热震性、摩擦系数低、低阻尼等优良的综合性能。氮化硅是一种强共价键化合物，自扩系数小，致密化所需的体制扩散和晶界扩散速度很小，因而难以烧结致密。本发明通过加入适量的烧结助剂，使其在高温下与Si₃N₄发生固溶，形成固溶液相，以求达到致密烧结。

2、本发明添加稀土氧化物和AL₂O₃能显著改善Si₃N₄的烧结活性，利用液相烧结原理使其达到致密，极大提高Si₃N₄的高温力学性能，因而能满足导卫辊所需的各项性能。