一种加硼高速钢辊环的制备方法 |
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申请号 | CN202211378182.7 | 申请日 | 2022-11-04 | 公开(公告)号 | CN118023493A | 公开(公告)日 | 2024-05-14 |
申请人 | 樟树市兴隆高新材料有限公司; | 发明人 | 陈帆; 陈龙闽; | ||||
摘要 | 本 发明 提出一种加 硼 高速 钢 辊环的制备方法,应用于 高速钢 辊环技术领域,包括将预加工材料放置于电磁 感应炉 内在第一预设 温度 下,进行 熔化 ,以得到初始 钢 水 ,在所述初始钢水中加入 硅 铁 、锰铁及硼酸盐化合物,加热至第二预设温度进行充分融合,以得到中级钢水,将所述中级钢水转移至钢包内,第一预设时间内进行加热至第三预设温度并加入硼铁及造渣剂,并通过 离心 铸造 以得到初始高速钢辊环模型,对所述初始高速钢辊环模型进行冷却铸型,并进行粗加工,以得到中级高速钢辊环模型,将所述中级高速钢辊环模型随炉加热至预设温度范围,保温第二预设时间,保温后降温至第二预设温度范围,以完成高速钢辊环的制备。 | ||||||
权利要求 | 1.一种加硼高速钢辊环的制备方法,其特征在于,包括: |
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说明书全文 | 一种加硼高速钢辊环的制备方法技术领域背景技术[0002] 辊环是线材生产的关键工具,必须能够承受相当强烈的力与热的作用。除了要有良好的抗断裂性能外,表面还应具有良好的耐磨、耐热性能,热轧辊环的材料不断地得到改进和发展,从早期的普通冷硬铸铁、无限冷硬合金铸铁、高铬铸铁、高铬铸钢,到目前国外广泛使用的高速钢、硬质合金,大致是热轧辊环发展的过程。 [0003] 在目前制备钢辊环的过程中,使用的是贝氏体球铁辊环,虽然韧性好,但仍存在贵重合金镍加入量多以及辊环高温性能差,高温硬度低,因此,需要解决钢辊环耐温性不足的问题。 发明内容[0004] 为了解决上述问题,本发明提出一种加硼高速钢辊环的制备方法,以更加确切地解决上述所述钢辊环耐温性不足的问题。 [0005] 本发明通过以下技术方案实现的: [0006] 本发明提出一种加硼高速钢辊环的制备方法,包括以下步骤: [0010] 对所述初始高速钢辊环模型进行冷却铸型,并进行粗加工,以得到中级高速钢辊环模型; [0011] 将所述中级高速钢辊环模型随炉加热至预设温度范围,保温第二预设时间,保温后降温至第二预设温度范围,再次进行至少三次升温及降温,以完成高速钢辊环的制备。 [0012] 进一步的,废钢、铬铁、钼铁、钨铁、钒铁及金属钴按照重量份数包括: [0013] 废钢:10‑15份; [0014] 铬铁:30‑45份; [0015] 钼铁:30‑45份; [0016] 钨铁:6‑8份; [0017] 钒铁:4‑6份; [0018] 金属钴:10‑12份。 [0019] 进一步的,硅铁、锰铁及硼酸盐化合物按照重量份数包括: [0020] 硅铁:3‑5份; [0021] 锰铁:3‑5份; [0022] 硼酸盐化合物:35‑50份。 [0023] 进一步的,硼铁及造渣剂按照重量份数包括: [0024] 硼铁:15‑20份; [0025] 造渣剂:15‑20份。 [0026] 进一步的,所述造渣剂按照重量份数包括: [0027] 氯化钠:25份; [0028] 氯化钾:30份; [0029] 氟化钙:3份; [0031] 冰晶石:1份。 [0032] 进一步的,所述硼酸盐化合物包括四硼酸钠、硼镁石及硼镁铁矿一种或多种。 [0033] 进一步的,所述将预加工材料放置于电磁感应炉内在第一预设温度下,进行熔化,以得到初始钢水的步骤中,包括: [0034] 在所述电磁感应炉倒入水,并预加热至所述第一预设温度; [0035] 当达到所述第一预设温度后,将铁化物加入至所述电磁感应炉搅拌均匀后,再加入废铁及金属钴,以进行熔化,得到所述初始钢水。 [0036] 进一步的,所述通过离心铸造以得到初始高速钢辊环模型的步骤中,包括: [0037] 将所述钢包预加热至预设温度值并保持恒温,开动离心铸造机,带动安装在离心铸造机上的金属模具旋转,将中级钢水浇注在金属模具内,铸造成型,以得到铸件; [0038] 通过浇注水以使得所述铸件脱离所述金属模具,以得到所述初始高速钢辊环模型。 [0039] 进一步的,所述对所述初始高速钢辊环模型进行冷却铸型,并进行粗加工,以得到中级高速钢辊环模型的步骤中,包括: [0040] 将所述初始高速钢辊环模型放置于车床,并通过车床进行小切削量,多次切削; [0041] 通过切削后,运用磨床对所述初始高速钢辊环模型进行磨削,以得到所述中级高速钢辊环模型。 [0042] 进一步的,所述将所述中级高速钢辊环模型随炉加热至预设温度范围,保温第二预设时间,保温后降温至第二预设温度范围的步骤中,包括: [0043] 将所述中级高速钢辊环模型放置于加热炉,通过对所述加热炉进行加热升温,以使得所述中级高速钢辊环模型同时升温; [0044] 通过设定保温时间,并进行降温后再升温,以使得所述中级高速钢辊环模型形成耐温性,得到高速钢辊环。 [0045] 本发明的有益效果: [0046] 本发明提出一种加硼高速钢辊环的制备方法,在制备高速钢辊环的过程中,加入硼材料,硼材料在室温下比较稳定,即使在盐酸或氢氟酸中长期煮沸也不起作用且通过与金属反应,形成金属硼化物,使得高速钢辊环的性能为高硬度且耐高温。附图说明 [0047] 图1为本发明的一种加硼高速钢辊环的制备方法的流程分解图; 具体实施方式[0049] 为了更加清楚完整的说明本发明的技术方案,下面结合附图对本发明作进一步说明。 [0050] 请参考图1,本发明提出一种加硼高速钢辊环的制备方法,包括以下步骤: [0051] S1:将预加工材料放置于电磁感应炉内在第一预设温度下,进行熔化,以得到初始钢水,其中,所述预加工材料包括按照重量份数比例的废钢、铬铁、钼铁、钨铁、钒铁及金属钴; [0052] S2:在所述初始钢水中加入硅铁、锰铁及硼酸盐化合物,加热至第二预设温度进行充分融合,以得到中级钢水; [0053] S3:将所述中级钢水转移至钢包内,第一预设时间内进行加热至第三预设温度并加入硼铁及造渣剂,并通过离心铸造以得到初始高速钢辊环模型; [0054] S4:对所述初始高速钢辊环模型进行冷却铸型,并进行粗加工,以得到中级高速钢辊环模型; [0055] S5:将所述中级高速钢辊环模型随炉加热至预设温度范围,保温第二预设时间,保温后降温至第二预设温度范围,再次进行至少三次升温及降温,以完成高速钢辊环的制备。 [0056] 在本实施例中,在电磁感应炉内倒入水,其中,水与预加工材料比例为1:5,倒入水后,对电磁感应炉进行加热至第一预设温度,即750℃‑800℃,将铬铁、钼铁、钨铁、钨铁及钒铁的铁化物放置于已预热的电磁感应炉内,进行第一次搅拌,再加入废铁及金属钴,与铁化物进行充分融合,以得到初始钢水,其中,初始钢水内含有未融化的金属固体,在初始钢水内加入硅铁、锰铁及硼酸盐化合物,通过加热至第二预设温度,即2707℃‑2725℃,以使得金属材料完全熔化并融合,得到中级钢水,将中级钢水转移放置于钢包内,钢包指盛钢水的容器,用钢制成,内砌耐火砖,第一预设时间,即100min‑120min内进行加热至第三预设温度,即1631℃‑1649℃,加热后加入硼铁及造渣剂,进行充分搅拌后,将金属模具进行预加热至800℃‑900℃,并将中级钢水浇注于金属模型内,通过启动离心铸造机带动金属模具运转,以得到初始高速钢辊环模型,对初始高速钢棍环模型进行冷却至室温,并放置于车床,通过车床进行小切削量,多次切削,通过切削后,运用磨床对初始高速钢辊环模型进行磨削,以得到中级高速钢辊环模型,将中级高速钢辊环模型放置于加热炉内,通过对加热炉进行加热,以使得中级高速钢辊环模型同时受热升温,升温至预设温度范围,即550℃‑565℃后,保温5h‑6h,保温结束后降温至第二预设温度范围,即110℃‑120℃,并重复两次升温,保温1h‑ 2h,进行降温,以使得高速钢辊环能够得到耐温性,完成高速钢辊环的制备。 [0057] 在本实施例中,废钢、铬铁、钼铁、钨铁、钒铁及金属钴按照重量份数包括: [0058] 废钢:10‑15份; [0059] 铬铁:30‑45份; [0060] 钼铁:30‑45份; [0061] 钨铁:6‑8份; [0062] 钒铁:4‑6份; [0063] 金属钴:10‑12份。 [0064] 在本实施例中,硅铁、锰铁及硼酸盐化合物按照重量份数包括: [0065] 硅铁:3‑5份; [0066] 锰铁:3‑5份; [0067] 硼酸盐化合物:35‑50份。 [0068] 在本实施例中,硼铁及造渣剂按照重量份数包括: [0069] 硼铁:15‑20份; [0070] 造渣剂:15‑20份。 [0071] 在本实施例中,所述造渣剂按照重量份数包括: [0072] 氯化钠:25份; [0073] 氯化钾:30份; [0074] 氟化钙:3份; [0075] 三氯化铝:1份; [0076] 冰晶石:1份。 [0077] 在本实施例中,硼酸盐化合物包括四硼酸钠、硼镁石及硼镁铁矿一种或多种。 [0078] 在本实施例中,将预加工材料放置于电磁感应炉内在第一预设温度下,进行熔化,以得到初始钢水的步骤中,包括: [0079] 在所述电磁感应炉倒入水,并预加热至所述第一预设温度; [0080] 当达到所述第一预设温度后,将铁化物加入至所述电磁感应炉搅拌均匀后,再加入废铁及金属钴,以进行熔化,得到所述初始钢水。 [0081] 在本实施例中,通过离心铸造以得到初始高速钢辊环模型的步骤中,包括: [0082] 将所述钢包预加热至预设温度值并保持恒温,开动离心铸造机,带动安装在离心铸造机上的金属模具旋转,将中级钢水浇注在金属模具内,铸造成型,以得到铸件; [0083] 通过浇注水以使得所述铸件脱离所述金属模具,以得到所述初始高速钢辊环模型。 [0084] 在本实施例中,对所述初始高速钢辊环模型进行冷却铸型,并进行粗加工,以得到中级高速钢辊环模型的步骤中,包括: [0085] 将所述初始高速钢辊环模型放置于车床,并通过车床进行小切削量,多次切削; [0086] 通过切削后,运用磨床对所述初始高速钢辊环模型进行磨削,以得到所述中级高速钢辊环模型。 [0087] 在本实施例中,将所述中级高速钢辊环模型随炉加热至预设温度范围,保温第二预设时间,保温后降温至第二预设温度范围的步骤中,包括: [0088] 将所述中级高速钢辊环模型放置于加热炉,通过对所述加热炉进行加热升温,以使得所述中级高速钢辊环模型同时升温; [0089] 通过设定保温时间,并进行降温后再升温,以使得所述中级高速钢辊环模型形成耐温性,得到高速钢辊环。 [0090] 实施例一: [0091] 在电磁感应炉内倒入水,其中,水与预加工材料比例为1:5,倒入水后,对电磁感应炉进行加热至第一预设温度,即750℃,将按比例称取的30份铬铁、30份钼铁、6份钨铁及4份钒铁的铁化物放置于已预热的电磁感应炉内,进行第一次搅拌,再加入10份废铁及10份金属钴,与铁化物进行充分融合,以得到初始钢水,其中,初始钢水内含有未融化的金属固体,在初始钢水内加入3份硅铁、3份锰铁及35份硼酸盐化合物,通过加热至第二预设温度,即2707℃,其中,第二预设温度以达到所有金属化合物的熔点,以使得金属材料完全熔化并融合,得到中级钢水,并确保中级钢水中已无固体存在,若还存在固体化合物,则继续进行加热搅拌,以使得所有固体均熔于液体中,将中级钢水转移放置于钢包内,钢包指盛钢水的容器,用钢制成,内砌耐火砖,第一预设时间,即100min内进行加热至第三预设温度,即1631℃,加热后加入15份硼铁及15份造渣剂,其中,造渣剂由25份氯化钠、30份氯化钾、3份氟化钙、1份三氯化铝及1份冰晶石按重量配比而成,进行充分搅拌后,将金属模具进行预加热至 800℃,并将中级钢水浇注于金属模型内,通过启动离心铸造机带动金属模具运转,以得到初始高速钢辊环模型,对初始高速钢棍环模型进行冷却至室温,并放置于车床,通过车床进行小切削量,多次切削,通过切削后,运用磨床对初始高速钢辊环模型进行磨削,以得到中级高速钢辊环模型,将中级高速钢辊环模型放置于加热炉内,通过对加热炉进行加热,以使得中级高速钢辊环模型同时受热升温,升温至预设温度范围,即550℃后,保温5h,保温结束后降温至第二预设温度范围,即110℃,并重复升温,升温至540℃,保温1h,进行降温至120℃,再次升温于550℃,保温1h后,再降温至110℃后,从加热炉内取出,降至室温状态,以使得高速钢辊环能够得到耐温性,完成高速钢辊环的制备。 [0092] 实施例二: [0093] 在电磁感应炉内倒入水,其中,水与预加工材料比例为1:5,倒入水后,对电磁感应炉进行加热至第一预设温度,即750℃,将按比例称取的37.5份铬铁、37.5份钼铁、7份钨铁及5份钒铁的铁化物放置于已预热的电磁感应炉内,进行第一次搅拌,再加入12.5份废铁及12.5份金属钴,与铁化物进行充分融合,以得到初始钢水,其中,初始钢水内含有未融化的金属固体,在初始钢水内加入4份硅铁、4份锰铁及42.5份硼酸盐化合物,通过加热至第二预设温度,即2707℃,其中,第二预设温度以达到所有金属化合物的熔点,以使得金属材料完全熔化并融合,得到中级钢水,并确保中级钢水中已无固体存在,若还存在固体化合物,则继续进行加热搅拌,以使得所有固体均熔于液体中,将中级钢水转移放置于钢包内,钢包指盛钢水的容器,用钢制成,内砌耐火砖,第一预设时间,即110min内进行加热至第三预设温度,即1640℃,加热后加入17.5份硼铁及17.5份造渣剂,其中,造渣剂由25份氯化钠、30份氯化钾、3份氟化钙、1份三氯化铝及1份冰晶石按重量配比而成,进行充分搅拌后,将金属模具进行预加热至850℃,并将中级钢水浇注于金属模型内,通过启动离心铸造机带动金属模具运转,以得到初始高速钢辊环模型,对初始高速钢棍环模型进行冷却至室温,并放置于车床,通过车床进行小切削量,多次切削,通过切削后,运用磨床对初始高速钢辊环模型进行磨削,以得到中级高速钢辊环模型,将中级高速钢辊环模型放置于加热炉内,通过对加热炉进行加热,以使得中级高速钢辊环模型同时受热升温,升温至预设温度范围,即550℃后,保温5h,保温结束后降温至第二预设温度范围,即110℃,并重复升温,升温至540℃,保温1h,进行降温至120℃,再次升温于550℃,保温1h后,再降温至110℃后,从加热炉内取出,降至室温状态,以使得高速钢辊环能够得到耐温性,完成高速钢辊环的制备。 [0094] 实施例三: [0095] 在电磁感应炉内倒入水,其中,水与预加工材料比例为1:5,倒入水后,对电磁感应炉进行加热至第一预设温度,即750℃,将按比例称取的30份铬铁、30份钼铁、6份钨铁及4份钒铁的铁化物放置于已预热的电磁感应炉内,进行第一次搅拌,再加入10份废铁及10份金属钴,与铁化物进行充分融合,以得到初始钢水,其中,初始钢水内含有未融化的金属固体,在初始钢水内加入3份硅铁、3份锰铁及35份硼酸盐化合物,通过加热至第二预设温度,即2707℃,其中,第二预设温度以达到所有金属化合物的熔点,以使得金属材料完全熔化并融合,得到中级钢水,并确保中级钢水中已无固体存在,若还存在固体化合物,则继续进行加热搅拌,以使得所有固体均熔于液体中,将中级钢水转移放置于钢包内,钢包指盛钢水的容器,用钢制成,内砌耐火砖,第一预设时间,即100min内进行加热至第三预设温度,即1631℃,加热后加入15份硼铁及15份造渣剂,其中,造渣剂由25份氯化钠、30份氯化钾、3份氟化钙、1份三氯化铝及1份冰晶石按重量配比而成,进行充分搅拌后,将金属模具进行预加热至 800℃,并将中级钢水浇注于金属模型内,通过启动离心铸造机带动金属模具运转,以得到初始高速钢辊环模型,对初始高速钢棍环模型进行冷却至室温,并放置于车床,通过车床进行小切削量,多次切削,通过切削后,运用磨床对初始高速钢辊环模型进行磨削,以得到中级高速钢辊环模型,将中级高速钢辊环模型放置于加热炉内,通过对加热炉进行加热,以使得中级高速钢辊环模型同时受热升温,升温至预设温度范围,即550℃后,保温5h,保温结束后降温至第二预设温度范围,即110℃,并重复升温,升温至540℃,保温1h,进行降温至120℃,再次升温于550℃,保温1h后,再降温至110℃后,从加热炉内取出,降至室温状态,以使得高速钢辊环能够得到耐温性,完成高速钢辊环的制备。 [0096] 当然,本发明还可有其它多种实施方式,基于本实施方式,本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式,都属于本发明所保护的范围。 |