一种多尺度耦合磨辊及其制备方法与流程

文档序号:12457993阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种多尺度耦合磨辊及其制备方法,其特征在于:

多尺度耦合磨辊由辊体、基体耐磨层、过波层和辊面耐磨形态层耦合而成。

2.根据权利要求1所述的一种多尺度耦合磨辊及其制备方法,其特征在于:

芯部辊体材料采用具有韧性的42CrMo、37CrMo、35CrMo、40Cr低合金钢,球墨铸铁,在芯部材料外部通过铸造复合一层质量百分数(%)为:C:1.95~3.2,Cr:15.0~24.0,B:0.8~1.80,Mn:0.4~0.8,Si:0.4~1.2,Ni:0.50~1.20,Mg:0.02~0.04,Ce:0.03~0.05,Ti:0.05~0.10,V:0.1~0.3,N:0.006~0.015,S<0.04,P<0.04,余量Fe的高耐磨含硼高铬铸铁基体耐磨层;采用电炉熔炼,其制造工艺步骤是:

①将普通废钢和铬铁混合加热熔化,钢水熔清后加入硅铁和锰铁,硅铁和锰铁加入10分钟后,再加入硼铁;其中铬、硼、锰、硅和钛、钒分别以铬铁、硅铁、锰铁、钛铁、钒铁和硼铁形式加入,而镁和镍以镁镍合金形式加入,铈以铈基稀土硅铁形式加入,氮以含氮铬铁形式加入;

②炉前调整成分合格后将温度升至1550~1650℃,加入占钢水质量0.1%~0.12%的铝脱氧,随后加入钛铁、钒铁和镁镍合金2~5分钟后出炉;

③将铈基稀土硅铁、含氮铬铁破碎至粒度为10~12mm的小块,经150~250℃烘干后,置于浇包底部,用包内冲入法对钢水进行微合金化处理;

④将具有韧性的42CrMo、37CrMo、35CrMo、40Cr低合金钢,球墨铸铁或者废旧磨辊芯部材料进行表面清理,然后在表面涂覆一层硅质防氧化涂料后,采用加热炉将其加热到650~950℃,然后将其吊出放入铸型中;

⑤钢水温度降至1450~1550℃,直接浇入放置有预热后的辊芯的铸型中,钢水浇注1~10小时后开箱空冷;

⑥高耐磨含硼高铬铸铁基体耐磨层材料进行淬火和回火热处理,淬火加热温度为950~1050℃,保温时间2~6小时,空冷至温度低于200℃进行回火热处理,回火加热温度为400~500℃,回火保温时间4~15小时,炉冷至温度低于200℃后,最后空气冷却至室温;

然后对铸造好的复合磨辊基体耐磨层材料进行表面清理、内部探伤及预热,预热温度控制在350℃~400℃之间,过渡层采用市售的低碳钢焊丝、奥氏体不锈钢焊丝,通过堆焊方式将其堆焊到高耐磨改性含硼高铬铸铁耐磨层基体上,堆焊层厚度为2~5mm;

在过渡层表面再进行堆焊辊面耐磨形态层材料,辊面耐磨形态层材料采用质量百分数(%)为:C:2.5~3.2,Cr:18.0~26.0,Ni:1.3~2.5,Nb:0.6~2.5,Mo:1.5~2.5,Si:1.0~2.5,Ti:1.0~1.5,V:0.3~1.0,Zr:0.2~1.5,S<0.007,P<0.015,余量为Fe的药芯焊丝堆焊成型,堆焊层厚度为5~15mm。

3.根据权利要求1所述的一种多尺度耦合磨辊及其制备方法,其特征在于:

采用与制备辊面耐磨形态层相同的材料,在磨辊的耐磨层表面进一步进行堆焊处理,将辊面堆焊成具有毫米级的凹坑状或凸包状、条纹状、波纹状、网格状或鳞片状非光滑形态或者通过机械加工的方法制备成具有毫米级的凹坑状或凸包状、条纹状、波纹状、网格状或鳞片状非光滑形态;堆焊后将多尺度耦合复合磨辊放入温度为200℃的炉内进行1.5~5.0h的保温,再装炉进行退火,退火温度为500~600℃,随炉缓冷至100℃时出炉空冷。

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