[发明专利]含硼高速钢辊环材料及其制备工艺以及含硼高速钢

权利要求书

1.一种含硼高速钢辊环材料，其特征在于，该材料包括以下原料：由废钢、铬铁和钼铁混合加热冶炼成高速钢水，以及钨铁、硅铁、锰铁、金属铝和硼铁。

2.一种应用于权利要求1所述含硼高速钢辊环材料的制备工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：

步骤一：首先在中频感应炉中，以废钢、铬铁、钼铁和钨铁为原料，混合加热冶炼成高速钢水，钢水熔化后，加入硅铁、锰铁和金属铝，加热至1613-1628℃，用氮气将直径为2-4mm的增碳剂从炉底15-25mm处吹入内径为20-25mm、壁厚为3-5mm的低碳无缝钢管。通过控制增碳剂的用量、氮气压力和流量，将钢水中碳和氮的质量分数控制在2.03-2.38％和0.38-0.53％之间。继续将钢水加热到1631-1648℃，在650-690℃下烘烤120-150分钟后加入硼铁。硼铁的加入量占炉内钢水质量分数的10.0-10.2％。在所有的钢水熔化并保持5-8分钟后，钢水被释放到钢包中；

步骤二：所有钢水进入钢包后，加入造渣剂，造渣剂的组成成分和含量为：18-20％Al2O3,8-10％SiO2,60-63％CaO,3-4％MgO,6.5-7.0％Al；渣剂的用量占钢水质量的0.4-0.5％；再经过扒渣和静置，使钢水降至1436-1459℃，将钢水倒入离心机上高速旋转的金属铸型内；铸件上涂有锆粉涂层，涂层厚度为1.5-2.5mm，金属铸型的预热温度为140-190℃；所有钢水进入铸型后，在钢水的凝固过程中施加磁场强度为0.12-0.16T的电磁场，施加电磁场的时间为5-7分钟。等钢水冷凝后，将铸件取出清砂，再对其进行粗加工；

步骤三：粗加工后将辊环放入炉子，分别用炉子加热到1050℃和1100℃，保温30min后，出炉并风冷和水冷至室温。接着进行一次回火，将淬火后的辊环在炉子里加热到560℃，保温30min，炉冷120℃温度以下，出炉空冷冷却到室温，然后进行二次回火，二次回火工艺同一次回火，最后精加工到规定尺寸和精度。

3.一种采用权利要求2的制备工艺制成的含硼高速钢，其特征在于，所述的含硼高速钢，基体组织由马氏体、少量残余奥氏体组成，二次相由硼碳化物组成；硼碳化物由M2(B,C)，M3(B,C)，(W,Mo)2(B,C)以及M23(B,C)6组成，所述的含硼高速钢，低硼高速钢经1050℃风冷加560℃二次回火或高硼高速钢经1100℃风冷加560℃二次回火后，共晶硼碳化物的形态和分布没有变化，部分二次硼碳化物溶解；淬火后，基体中出现细小分散的析出物，回火后析出物的数量增加；热处理后，材料的硬度提高至62HRC。