CN104789872A - 一种轧机导辊及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轧机导辊及其制备方法，该轧机导辊的各组分按质量百分比的构成为：C：2.5～2.8%，Cr：15～17%，余量为Fe，且Cr和C之间的质量百分比的比例为：Cr/C=5～7，轧机导辊的制备方法包括如下步骤：配料及装料；合金熔炼；精密铸造；退火；粗加工；淬火处理；回火；精加工。本发明的轧机导辊及其制备方法，具有可提高导辊材料的高温耐磨性、高温热强性和热稳定性能等优点。

Description

一种轧机导辊及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种轧机导辊及其制备方法，应用于轧机导辊的制备领域。
背景技术
导辊是在型钢轧制过程中，使轧钢件发生塑性变形的的部件，主要承受轧制时的动静载荷，磨损，轧机导辊因其长期工作在高温环境下且又承受激热激冷的冲击，使得导辊的使用寿命短、消耗量大、更换频繁，并已成为目前制约钢材生产的瓶颈之一。
目前，轧机导辊大多采用奥氏体耐热钢制作而成，该材质具有较好的高温稳定性和韧性，但是其高温耐磨性差，致使产品磨损严重，使用寿命短,而且现有的轧机导辊的制备方法也比较复杂，制备出的轧机导辊寿命也比较短。
发明内容
本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种轧机导辊及其制备方法，以解决传统轧机导辊在服役时磨损严重、寿命短、替换频繁等问题。
本发明为解决技术问题采用以下技术方案。
一种轧机导辊，其特点是，该轧机导辊的各组分按质量百分比的构成为：C：2.5～2.8%，Cr：15～17%，余量为Fe，且Cr和C之间的质量百分比的比例为：Cr/C=5～7。
本发明所述的的一种轧机导辊还具有以下技术特点。
该轧机导辊还包含了Si和Mn，Si和Mn所占的质量百分比分别为：Si：1.2～2.0% ，Mn：0.8～1.0%。
该轧机导辊还包含了Mo和V； Mo和V所占的质量百分比分别为：Mo：2～3%、V：0.5～1.0%。
本发明所述的轧机导辊的制备步骤如下：
步骤一：配料及装料：将废钢、铁屑、生铁、钼铁、铬铁、锰铁、硅铁、钒铁按以下化学成分的质量百分比进行原材料的配料：C：2.5～2.8%，Cr：15～17%，Si：1.2～2.0% ，Mn：0.8～1.0%，Mo：2～3%、V：0.5～1.0%，P≤0.03%，S≤0.03%，炉料的平均含碳量按规格成分的下限配入，且原材料表面应无油污、无粘砂杂物、无可剥落的氧化皮，将废钢、铁屑、生铁、钼铁、铬铁、钒铁在装料时加入感应电炉，将锰铁、硅铁在熔炼过程中加入感应电炉；
步骤二：合金熔炼：开始通电时，先供给60%左右的功率，待电流冲击停止后将功率逐步加大至最大值，下部炉料熔化后注意捣料，防止搭棚，并不断加料以保持炉料紧实，70%-80%炉料熔化后，加入1.2%的造渣材料造渣覆盖钢液，先装的95%炉料熔清时，取样进行全分析，并将其余5%的炉料加入炉内，渣料化清后，往炉渣面上加脱氧剂进行扩散脱氧，同时，根据化学成分分析结果调整钢液的化学成分，其中硅、锰含量在出钢前10分钟内通过加入硅铁、锰铁进行调整，当钢水升温至1560℃且圆杯试样收缩良好时，拔出一半炉渣，***0.2%的硅钙进一步脱氧，然后往渣面上撒一层石灰粉和铝粉的脱氧剂，当钢液温度达到1580℃以上时，除去全部炉渣，随即加入0.07%的冰晶石粉并将铝垂直***炉底，然后搅拌钢液，停电倾炉出钢，获得液态的高温耐磨合金材料，即合金材料钢液；
步骤三：精密铸造：首先，用低温蜡基模料制成导辊模型，用硅溶胶—水玻璃复合型壳制壳工艺制得导辊模型型壳，在硅溶胶—水玻璃复合模型壳制备过程中，在导辊模型上先进行2-3层硅溶胶制壳，然后进行3-4层水玻璃水玻璃制壳，自然干燥后进行蒸汽脱蜡，得到导辊模型壳，然后，焙烧导辊型壳，焙烧温度为900—950℃，保温时间为1小时，焙烧结束后，将配制的步骤二得到的合金材料钢液倒入型壳内进行浇注，铁水的出炉温度为1600-1620℃，浇注温度为1530-1540℃，型壳温度为450-550℃，浇注后，铸件随型壳冷却至室温，去除浇注***后得到导辊；
步骤四：退火：将步骤三加工成的导辊由室温以120-160℃/小时的速度加热至930℃-980℃并保温2-4ｈ进行软化退火，随后炉冷至室温；
步骤五：粗加工：采用常规刀具对步骤四得到的导辊进行切削加工；
步骤六：淬火处理：将切削加工后的导辊由室温加热至500-600℃，保温2h，再以180-210℃/小时的速度加热至1000-1050℃，保温2～3h，随后风冷至室温；
步骤七：回火：将经过淬火处理后的导辊由室温以50℃-80℃/小时的速度加热至200℃-230℃回火保温2-3h，随炉冷却至室温；
步骤八：精加工：将经过回火处理后的导辊用硬质合金刀具精加工成成品导辊。
进一步的，所述的造渣材料为石灰粉、氟石粉，且按照质量百分比：石灰粉：氟石粉=2:1。
进一步的，所述的脱氧剂为石灰粉、铝粉，且按照质量百分比：石灰粉：铝粉=1:2。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
本发明的轧机导辊及其制备方法，通过调整碳、铬等合金元素的质量百分比，其组分为：C：2.5～2.8%，Cr：15～17%，Si：1.2～2.0% ，Mn：0.8～1.0%，Mo：2～3%、V：0.5～1.0%，P≤0.03%，S≤0.03%，当Cr/C大于4时则稳定获得高温耐磨性能高的(Cr,Fe)7C3 (HV1200～1800)；同时加入合金元素Mo和V，可以提高淬透性，并且使碳化物细小且均匀分布。
本发明制备的轧机导辊具有很高的硬度和优良的冲击性能，其耐磨性比较高，其中存在的大量铬元素与碳化合生成的碳化物(Cr,Fe)7C3，其硬度可高达HV1300～1800，因此，调整碳含量可以使导辊材料的硬度达到HRC58～60，它不仅硬度高，而且加入了1.2～2.0%的硅，能与铬形成致密的氧化层保护膜，具备了良好的抗高温氧化性能，而且加入的C、Cr、V和Mo能较好地提高合金的淬透性，其中V还能细化晶粒生成熔点高，硬度高的VC碳化物，使热处理后的导辊具有更高的高温耐磨性和高温热强性。
本发明的轧机导辊及其制备方法，具有可提高轧机导辊的高温耐磨性、高温热强性和热稳定性能、使得轧机导辊的使用寿命提高了3～4倍等优点。
具体实施方式
一种轧机导辊，其特点是，该轧机导辊的各组分按质量百分比的构成为：C：2.5～2.8%，Cr：15～17%，余量为Fe，且Cr和C之间的质量百分比的比例为：Cr/C=5～7。
本发明所述的的一种轧机导辊还具有以下技术特点。
该轧机导辊还包含了Si和Mn，Si和Mn所占的质量百分比分别为：Si：1.2～2.0% ，Mn：0.8～1.0%。
该轧机导辊还包含了Mo和V； Mo和V所占的质量百分比分别为：Mo：2～3%、V：0.5～1.0%。
本发明所述的轧机导辊的制备步骤如下：
步骤一：配料及装料：将废钢、铁屑、生铁、钼铁、铬铁、锰铁、硅铁、钒铁按以下化学成分的质量百分比进行原材料的配料：C：2.5～2.8%，Cr：15～17%，Si：1.2～2.0% ，Mn：0.8～1.0%，Mo：2～3%、V：0.5～1.0%，P≤0.03%，S≤0.03%，炉料的平均含碳量按规格成分的下限配入，且原材料表面应无油污、无粘砂杂物、无可剥落的氧化皮，将废钢、铁屑、生铁、钼铁、铬铁、钒铁在装料时加入感应电炉，将锰铁、硅铁在熔炼过程中加入感应电炉；
步骤二：合金熔炼：开始通电时，先供给60%左右的功率，待电流冲击停止后将功率逐步加大至最大值，下部炉料熔化后注意捣料，防止搭棚，并不断加料以保持炉料紧实，70%-80%炉料熔化后，加入1.2%的造渣材料造渣覆盖钢液，先装的95%炉料熔清时，取样进行全分析，并将其余5%的炉料加入炉内，渣料化清后，往炉渣面上加脱氧剂进行扩散脱氧，同时，根据化学成分分析结果调整钢液的化学成分，其中硅、锰含量在出钢前10分钟内通过加入硅铁、锰铁进行调整，当钢水升温至1560℃且圆杯试样收缩良好时，拔出一半炉渣，***0.2%的硅钙进一步脱氧，然后往渣面上撒一层石灰粉和铝粉的脱氧剂，当钢液温度达到1580℃以上时，除去全部炉渣，随即加入0.07%的冰晶石粉并将铝垂直***炉底，然后搅拌钢液，停电倾炉出钢，获得液态的高温耐磨合金材料，即合金材料钢液；
步骤三：精密铸造：首先，用低温蜡基模料制成导辊模型，用硅溶胶—水玻璃复合型壳制壳工艺制得导辊模型型壳，在硅溶胶—水玻璃复合模型壳制备过程中，在导辊模型上先进行2-3层硅溶胶制壳，然后进行3-4层水玻璃水玻璃制壳，自然干燥后进行蒸汽脱蜡，得到导辊模型壳，然后，焙烧导辊型壳，焙烧温度为900—950℃，保温时间为1小时，焙烧结束后，将配制的步骤二得到的合金材料钢液倒入型壳内进行浇注，铁水的出炉温度为1600-1620℃，浇注温度为1530-1540℃，型壳温度为450-550℃，浇注后，铸件随型壳冷却至室温，去除浇注***后得到导辊；
步骤四：退火：将步骤三加工成的导辊由室温以120-160℃/小时的速度加热至930℃-980℃并保温2-4ｈ进行软化退火，随后炉冷至室温；
步骤五：粗加工：采用常规刀具对步骤四得到的导辊进行切削加工；
步骤六：淬火处理：将切削加工后的导辊由室温加热至500-600℃，保温2h，再以180-210℃/小时的速度加热至1000-1050℃，保温2～3h，随后风冷至室温；
步骤七：回火：将经过淬火处理后的导辊由室温以50℃-80℃/小时的速度加热至200℃-230℃回火保温2-3h，随炉冷却至室温；
步骤八：精加工：将经过回火处理后的导辊用硬质合金刀具精加工成成品导辊。
进一步的，所述的造渣材料为石灰粉、氟石粉，且按照质量百分比：石灰粉：氟石粉=2:1。
进一步的，所述的脱氧剂为石灰粉、铝粉，且按照质量百分比：石灰粉：铝粉=1:2。
和现有技术相比，本发明的高温耐磨合金材料及导辊有以下几个方面的特点。
1、本发明使用材质与现有导辊材质不同：为了提高导辊材料的高温性能，本发明在传统铬基高温耐磨合金（C：0.70-1.40 wt%；Cr：8.00-14.00 wt%）的基础上，通过调整合金成分，尤其是调整碳、铬含量，使得C含量为2.5～2.8%，Cr含量为15～17%，本发明具有更好的高温耐磨性，但与目前使用的高Cr（含量24%～25%）、高C（含量3.10～3.45%）导辊材料相比，其Cr、C含量都有较大幅度的降低，然而Cr/C比保持在5～7之间，这不但有效降低了原材料成本，而且材质产生裂纹的几率也大大减小，同时，由于C与Mo、V等合金元素形成高熔点，高硬度的碳化物并呈不连续颗粒状或小块状分布，其中未溶的碳化物VC使合金具有高的红硬性，还能阻止晶粒长大，提高了合金的耐磨性和韧性，而且，铬与硅能形成致密的、高熔点、稳定的氧化膜，具有很好的抗高温氧化性。
2、本发明材质的基体组织与现用导辊材质的基体组织不同：本发明材质的基体组织为高硬度的针状马氏体，在基体上分布着颗粒状和杆状的碳化物(Cr,Fe)7C3，其显微硬度高达HV1300～1800，相对于传统导辊材质的低塑性奥氏体或鱼骨状莱氏体组织基体，本发明材质制成的导辊的硬度更高，耐磨性更好，而且冲击韧性也更优越，同时，本发明相对于常用高铬合金的二次碳化物（M23C6型复杂碳化物的显微硬度为HV1200，M3C型碳化物的显微硬度为HV1000～1100），其硬度更高，耐磨性更好。
3、本发明导辊的性能和使用寿命与传统导辊不同：本发明具有很好的高温强度、高温耐磨性和抗热冲击性，在950℃时的平均氧化速度不超过0.02g/m2h，因而抗氧化能力强，蠕变强度和持续疲劳强度均较高，其使用寿命与传统导辊相比，导辊工作过程中的过钢量可由传统导辊过钢量的不超过800吨提升到目前的3300吨过钢量以上，本发明制得的导辊的使用寿命提高了3～4倍，显著降低了导辊的更换频率，大大提高了生产效率，具有明显的经济效益。
本发明的几个具体实施例的方案如下。
实施例1
以制取直径59mm型号的导辊为例
化学成分：C：2.6%，Si：1.5%，Mn：0.8%，P≤0.03%，S≤0.03%，Cr：16%， Mo：2.5%，V：0.8%。
步骤一：配料及装料：将废钢、铁屑、生铁、钼铁、铬铁、锰铁、硅铁、钒铁按以上化学成分的质量百分比进行原材料的配料，炉料的平均含碳量按规格成分的下限配入，且原材料表面应无油污、无粘砂杂物、无可剥落的氧化皮，将废钢、铁屑、生铁、钼铁、铬铁、钒铁在装料时加入感应电炉，将锰铁、硅铁在熔炼过程中加入感应电炉；
步骤二：合金熔炼：开始通电时，先供给60%左右的功率，待电流冲击停止后将功率逐步加大至最大值，下部炉料熔化后注意捣料，防止搭棚，并不断加料以保持炉料紧实，70%炉料熔化后，加入1.2%的造渣材料造渣覆盖钢液，先装的95%炉料熔清时，取样进行全分析，并将其余5%的炉料加入炉内，渣料化清后，往炉渣面上加脱氧剂进行扩散脱氧，同时，根据化学成分分析结果调整钢液的化学成分，其中硅、锰含量在出钢前10分钟内通过加入硅铁、锰铁进行调整，当钢水升温至1560℃且圆杯试样收缩良好时，拔出一半炉渣，***0.2%的硅钙进一步脱氧，然后往渣面上撒一层石灰粉和铝粉的脱氧剂，当钢液温度达到1650℃时，除去全部炉渣，随即加入0.07%的冰晶石粉并将铝垂直***炉底，然后搅拌钢液，停电倾炉出钢，获得液态的高温耐磨合金材料，即合金材料钢液；
步骤三：精密铸造：首先，用低温蜡基模料制成导辊模型，用硅溶胶—水玻璃复合型壳制壳工艺制得导辊模型型壳，在硅溶胶—水玻璃复合模型壳制备过程中，在导辊模型上先进行3层硅溶胶制壳，然后进行4层水玻璃水玻璃制壳，自然干燥后进行蒸汽脱蜡，得到导辊模型壳，然后，焙烧导辊型壳，焙烧温度为950℃，保温时间为1小时，焙烧结束后，将配制的步骤二得到的合金材料钢液倒入型壳内进行浇注，铁水的出炉温度为1620℃，浇注温度为1540℃，型壳温度为550℃，浇注后，铸件随型壳冷却至室温，去除浇注***后得到导辊；
步骤四：退火：将步骤三加工成的导辊由室温以160℃/小时的速度加热至980℃并保温3ｈ进行软化退火，随后炉冷至室温；
步骤五：粗加工：采用常规刀具对步骤四得到的导辊进行切削加工；
步骤六：淬火处理：将切削加工后的导辊由室温加热至600℃，保温2h，再以210℃/小时的速度加热至1050℃，保温3h，随后风冷至室温；
步骤七：回火：将经过淬火处理后的导辊由室温以80℃/小时的速度加热至230℃回火保温3h，随炉冷却至室温；
步骤八：精加工：将经过回火处理后的导辊用硬质合金刀具精加工成成品导辊。
常温性能测试
微观硬度：基体中细小、弥散、均匀分布的碳化物(Cr,Fe)7C3的显微硬度为HV1300～1520；宏观硬度：导辊工作表面层硬度HRC58～60.5；冲击韧性：11J/m2。
经过试验测试，平均使用寿命为：过钢量3320吨。
实施例2
化学成分：C：2.5%，Si：1.8%，Mn：1.1%，P≤0.03%，S≤0.03%，Cr：15.5%， Mo：2.0%，V：0.9%。
步骤一：配料及装料：将废钢、铁屑、生铁、钼铁、铬铁、锰铁、硅铁、钒铁按以上化学成分的质量百分比进行原材料的配料，炉料的平均含碳量按规格成分的下限配入，且原材料表面应无油污、无粘砂杂物、无可剥落的氧化皮，将废钢、铁屑、生铁、钼铁、铬铁、钒铁在装料时加入感应电炉，将锰铁、硅铁在熔炼过程中加入感应电炉；
步骤二：合金熔炼：开始通电时，先供给60%左右的功率，待电流冲击停止后将功率逐步加大至最大值，下部炉料熔化后注意捣料，防止搭棚，并不断加料以保持炉料紧实，70%炉料熔化后，加入1.2%的造渣材料造渣覆盖钢液，先装的95%炉料熔清时，取样进行全分析，并将其余5%的炉料加入炉内，渣料化清后，往炉渣面上加脱氧剂进行扩散脱氧，同时，根据化学成分分析结果调整钢液的化学成分，其中硅、锰含量在出钢前10分钟内通过加入硅铁、锰铁进行调整，当钢水升温至1560℃且圆杯试样收缩良好时，拔出一半炉渣，***0.2%的硅钙进一步脱氧，然后往渣面上撒一层石灰粉和铝粉的脱氧剂，当钢液温度达到1600℃时，除去全部炉渣，随即加入0.07%的冰晶石粉并将铝垂直***炉底，然后搅拌钢液，停电倾炉出钢，获得液态的高温耐磨合金材料，即合金材料钢液；
步骤三：精密铸造：首先，用低温蜡基模料制成导辊模型，用硅溶胶—水玻璃复合型壳制壳工艺制得导辊模型型壳，在硅溶胶—水玻璃复合模型壳制备过程中，在导辊模型上先进行2层硅溶胶制壳，然后进行3层水玻璃水玻璃制壳，自然干燥后进行蒸汽脱蜡，得到导辊模型壳，然后，焙烧导辊型壳，焙烧温度为900℃，保温时间为1小时，焙烧结束后，将配制的步骤二得到的合金材料钢液倒入型壳内进行浇注，铁水的出炉温度为1600℃，浇注温度为1530℃，型壳温度为450℃，浇注后，铸件随型壳冷却至室温，去除浇注***后得到导辊；
步骤四：退火：将步骤三加工成的导辊由室温以120℃/小时的速度加热至930℃℃并保温2ｈ进行软化退火，随后炉冷至室温；
步骤五：粗加工：采用常规刀具对步骤四得到的导辊进行切削加工；
步骤六：淬火处理：将切削加工后的导辊由室温加热至500℃，保温2h，再以180℃/小时的速度加热至1000℃，保温2h，随后风冷至室温；
步骤七：回火：将经过淬火处理后的导辊由室温以50℃/小时的速度加热至200℃回火保温2h，随炉冷却至室温；
步骤八：精加工：将经过回火处理后的导辊用硬质合金刀具精加工成成品导辊。
常温性能测试：
微观硬度：基体中碳化物(Cr,Fe)7C3的显微硬度为HV1450～1600；
宏观硬度：导辊工作表面层硬度HRC 57.5—59；冲击韧性：10.8J/m2。
经过试验测试，平均使用寿命为：过钢量3530吨。
实施例3
化学成分：C：2.6%，Si：1.5%，Mn：1.0%，P≤0.03%，S≤0.03%，Cr：16.5%， Mo：2.5%，V：0.8%。
步骤一：配料及装料：将废钢、铁屑、生铁、钼铁、铬铁、锰铁、硅铁、钒铁按以上化学成分的质量百分比进行原材料的配料，炉料的平均含碳量按规格成分的下限配入，且原材料表面应无油污、无粘砂杂物、无可剥落的氧化皮，将废钢、铁屑、生铁、钼铁、铬铁、钒铁在装料时加入感应电炉，将锰铁、硅铁在熔炼过程中加入感应电炉；
步骤二：合金熔炼：开始通电时，先供给60%左右的功率，待电流冲击停止后将功率逐步加大至最大值，下部炉料熔化后注意捣料，防止搭棚，并不断加料以保持炉料紧实，70%炉料熔化后，加入1.2%的造渣材料造渣覆盖钢液，先装的95%炉料熔清时，取样进行全分析，并将其余5%的炉料加入炉内，渣料化清后，往炉渣面上加脱氧剂进行扩散脱氧，同时，根据化学成分分析结果调整钢液的化学成分，其中硅、锰含量在出钢前10分钟内通过加入硅铁、锰铁进行调整，当钢水升温至1560℃且圆杯试样收缩良好时，拔出一半炉渣，***0.2%的硅钙进一步脱氧，然后往渣面上撒一层石灰粉和铝粉的脱氧剂，当钢液温度达到1650℃时，除去全部炉渣，随即加入0.07%的冰晶石粉并将铝垂直***炉底，然后搅拌钢液，停电倾炉出钢，获得液态的高温耐磨合金材料，即合金材料钢液；
步骤三：精密铸造：首先，用低温蜡基模料制成导辊模型，用硅溶胶—水玻璃复合型壳制壳工艺制得导辊模型型壳，在硅溶胶—水玻璃复合模型壳制备过程中，在导辊模型上先进行3层硅溶胶制壳，然后进行4层水玻璃水玻璃制壳，自然干燥后进行蒸汽脱蜡，得到导辊模型壳，然后，焙烧导辊型壳，焙烧温度为950℃，保温时间为1小时，焙烧结束后，将配制的步骤二得到的合金材料钢液倒入型壳内进行浇注，铁水的出炉温度为1620℃，浇注温度为1540℃，型壳温度为550℃，浇注后，铸件随型壳冷却至室温，去除浇注***后得到导辊；
步骤四：退火：将步骤三加工成的导辊由室温以160℃/小时的速度加热至980℃并保温3ｈ进行软化退火，随后炉冷至室温；
步骤五：粗加工：采用常规刀具对步骤四得到的导辊进行切削加工；
步骤六：淬火处理：将切削加工后的导辊由室温加热至600℃，保温2h，再以210℃/小时的速度加热至1050℃，保温3h，随后风冷至室温；
步骤七：回火：将经过淬火处理后的导辊由室温以80℃/小时的速度加热至230℃回火保温3h，随炉冷却至室温；
步骤八：精加工：将经过回火处理后的导辊用硬质合金刀具精加工成成品导辊。
常温性能测试
微观硬度：基体中碳化物(Cr,Fe)7C3的显微硬度为HV1500～1650；
宏观硬度：导辊工作表面层硬度HRC 59—60.5；冲击韧性：10.7J/m2。
经过试验测试，平均使用寿命为：过钢量3760吨。
实施例4
化学成分：C：2.8%，Si：1.8%，Mn：0.8%，P≤0.03%，S≤0.03%，Cr：17%， Mo：3.0%，V：0.8%。
步骤一：配料及装料：将废钢、铁屑、生铁、钼铁、铬铁、锰铁、硅铁、钒铁按以上化学成分的质量百分比进行原材料的配料，炉料的平均含碳量按规格成分的下限配入，且原材料表面应无油污、无粘砂杂物、无可剥落的氧化皮，将废钢、铁屑、生铁、钼铁、铬铁、钒铁在装料时加入感应电炉，将锰铁、硅铁在熔炼过程中加入感应电炉；
步骤二：合金熔炼：开始通电时，先供给60%左右的功率，待电流冲击停止后将功率逐步加大至最大值，下部炉料熔化后注意捣料，防止搭棚，并不断加料以保持炉料紧实，70%炉料熔化后，加入1.2%的造渣材料造渣覆盖钢液，先装的95%炉料熔清时，取样进行全分析，并将其余5%的炉料加入炉内，渣料化清后，往炉渣面上加脱氧剂进行扩散脱氧，同时，根据化学成分分析结果调整钢液的化学成分，其中硅、锰含量在出钢前10分钟内通过加入硅铁、锰铁进行调整，当钢水升温至1560℃且圆杯试样收缩良好时，拔出一半炉渣，***0.2%的硅钙进一步脱氧，然后往渣面上撒一层石灰粉和铝粉的脱氧剂，当钢液温度达到1600℃时，除去全部炉渣，随即加入0.07%的冰晶石粉并将铝垂直***炉底，然后搅拌钢液，停电倾炉出钢，获得液态的高温耐磨合金材料，即合金材料钢液；
步骤三：精密铸造：首先，用低温蜡基模料制成导辊模型，用硅溶胶—水玻璃复合型壳制壳工艺制得导辊模型型壳，在硅溶胶—水玻璃复合模型壳制备过程中，在导辊模型上先进行2层硅溶胶制壳，然后进行3层水玻璃水玻璃制壳，自然干燥后进行蒸汽脱蜡，得到导辊模型壳，然后，焙烧导辊型壳，焙烧温度为900℃，保温时间为1小时，焙烧结束后，将配制的步骤二得到的合金材料钢液倒入型壳内进行浇注，铁水的出炉温度为1600℃，浇注温度为1530℃，型壳温度为450℃，浇注后，铸件随型壳冷却至室温，去除浇注***后得到导辊；
步骤四：退火：将步骤三加工成的导辊由室温以120℃/小时的速度加热至930℃℃并保温2ｈ进行软化退火，随后炉冷至室温；
步骤五：粗加工：采用常规刀具对步骤四得到的导辊进行切削加工；
步骤六：淬火处理：将切削加工后的导辊由室温加热至500℃，保温2h，再以180℃/小时的速度加热至1000℃，保温2h，随后风冷至室温；
步骤七：回火：将经过淬火处理后的导辊由室温以50℃/小时的速度加热至200℃回火保温2h，随炉冷却至室温；
步骤八：精加工：将经过回火处理后的导辊用硬质合金刀具精加工成成品导辊。
常温性能测试
微观硬度：基体中碳化物(Cr,Fe)7C3的显微硬度为HV1600～1700；
宏观硬度：导辊工作表面层硬度HRC 58.5—60；冲击韧性：10.3J/m2。
经过试验测试，平均使用寿命为：过钢量3910吨。
实施例5
化学成分：C：2.7%，Si：1.5%，Mn：1.0%，P≤0.03%，S≤0.03%，Cr：15.5%， Mo：2.0%，V：0.6%。
步骤一：配料及装料：将废钢、铁屑、生铁、钼铁、铬铁、锰铁、硅铁、钒铁按以上化学成分的质量百分比进行原材料的配料，炉料的平均含碳量按规格成分的下限配入，且原材料表面应无油污、无粘砂杂物、无可剥落的氧化皮，将废钢、铁屑、生铁、钼铁、铬铁、钒铁在装料时加入感应电炉，将锰铁、硅铁在熔炼过程中加入感应电炉；
步骤二：合金熔炼：开始通电时，先供给60%左右的功率，待电流冲击停止后将功率逐步加大至最大值，下部炉料熔化后注意捣料，防止搭棚，并不断加料以保持炉料紧实，75%炉料熔化后，加入1.2%的造渣材料造渣覆盖钢液，先装的95%炉料熔清时，取样进行全分析，并将其余5%的炉料加入炉内，渣料化清后，往炉渣面上加脱氧剂进行扩散脱氧，同时，根据化学成分分析结果调整钢液的化学成分，其中硅、锰含量在出钢前10分钟内通过加入硅铁、锰铁进行调整，当钢水升温至1560℃且圆杯试样收缩良好时，拔出一半炉渣，***0.2%的硅钙进一步脱氧，然后往渣面上撒一层石灰粉和铝粉的脱氧剂，当钢液温度达到1600℃时，除去全部炉渣，随即加入0.07%的冰晶石粉并将铝垂直***炉底，然后搅拌钢液，停电倾炉出钢，获得液态的高温耐磨合金材料，即合金材料钢液；
步骤三：精密铸造：首先，用低温蜡基模料制成导辊模型，用硅溶胶—水玻璃复合型壳制壳工艺制得导辊模型型壳，在硅溶胶—水玻璃复合模型壳制备过程中，在导辊模型上先进行3层硅溶胶制壳，然后进行4层水玻璃水玻璃制壳，自然干燥后进行蒸汽脱蜡，得到导辊模型壳，然后，焙烧导辊型壳，焙烧温度为925℃，保温时间为1小时，焙烧结束后，将配制的步骤二得到的合金材料钢液倒入型壳内进行浇注，铁水的出炉温度为1610℃，浇注温度为1535℃，型壳温度为500℃，浇注后，铸件随型壳冷却至室温，去除浇注***后得到导辊；
步骤四：退火：将步骤三加工成的导辊由室温以140℃/小时的速度加热至950℃并保温3ｈ进行软化退火，随后炉冷至室温；
步骤五：粗加工：采用常规刀具对步骤四得到的导辊进行切削加工；
步骤六：淬火处理：将切削加工后的导辊由室温加热至550℃，保温2h，再以200℃/小时的速度加热至1025℃，保温2.5h，随后风冷至室温；
步骤七：回火：将经过淬火处理后的导辊由室温以70℃/小时的速度加热至220℃回火保温3h，随炉冷却至室温；
步骤八：精加工：将经过回火处理后的导辊用硬质合金刀具精加工成成品导辊。
常温性能测试
微观硬度：基体中碳化物(Cr,Fe)7C3的显微硬度为HV1650—1800；
宏观硬度：导辊工作表面层硬度HRC58—59.5；冲击韧性：10J/m2。
经过试验测试，平均使用寿命为：过钢量4050吨。
综上可知，本发明的一种轧机导辊及其制备方法制备的轧机导辊的高温耐磨性、高温热强性和热稳定性能显著提高，使用寿命长，硬度可达到HRC58—60，寿命相对于传统导辊可提高3～4倍。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种轧机导辊，其特征在于：该轧机导辊的各组分按质量百分比的构成为：C：2.5～2.8%，Cr：15～17%，余量为Fe，且Cr和C之间的质量百分比的比例为：Cr/C=5～7。
2.根据权利要求1所述的一种轧机导辊，其特征在于：该轧机导辊还包含了Si和Mn，Si和Mn所占的质量百分比分别为：Si：1.2～2.0% ，Mn：0.8～1.0%。
3.根据权利要求1所述的一种轧机导辊，其特征在于：该轧机导辊还包含了Mo和V； Mo和V所占的质量百分比分别为：Mo：2～3%、V：0.5～1.0%。
4.根据权利要求1所述的一种轧机导辊，其特征在于：本发明所述的轧机导辊的制备步骤如下：
步骤一：配料及装料：将废钢、铁屑、生铁、钼铁、铬铁、锰铁、硅铁、钒铁按以下化学成分的质量百分比进行原材料的配料：C：2.5～2.8%，Cr：15～17%，Si：1.2～2.0% ，Mn：0.8～1.0%，Mo：2～3%、V：0.5～1.0%，P≤0.03%，S≤0.03%，炉料的平均含碳量按规格成分的下限配入，且原材料表面应无油污、无粘砂杂物、无可剥落的氧化皮，将废钢、铁屑、生铁、钼铁、铬铁、钒铁在装料时加入感应电炉，将锰铁、硅铁在熔炼过程中加入感应电炉；
步骤二：合金熔炼：开始通电时，先供给60%左右的功率，待电流冲击停止后将功率逐步加大至最大值，下部炉料熔化后注意捣料，防止搭棚，并不断加料以保持炉料紧实，70%-80%炉料熔化后，加入1.2%的造渣材料造渣覆盖钢液，先装的95%炉料熔清时，取样进行全分析，并将其余5%的炉料加入炉内，渣料化清后，往炉渣面上加脱氧剂进行扩散脱氧，同时，根据化学成分分析结果调整钢液的化学成分，其中硅、锰含量在出钢前10分钟内通过加入硅铁、锰铁进行调整，当钢水升温至1560℃且圆杯试样收缩良好时，拔出一半炉渣，***0.2%的硅钙进一步脱氧，然后往渣面上撒一层石灰粉和铝粉的脱氧剂，当钢液温度达到1580℃以上时，除去全部炉渣，随即加入0.07%的冰晶石粉并将铝垂直***炉底，然后搅拌钢液，停电倾炉出钢，获得液态的高温耐磨合金材料，即合金材料钢液；
步骤三：精密铸造：首先，用低温蜡基模料制成导辊模型，用硅溶胶—水玻璃复合型壳制壳工艺制得导辊模型型壳，在硅溶胶—水玻璃复合模型壳制备过程中，在导辊模型上先进行2-3层硅溶胶制壳，然后进行3-4层水玻璃水玻璃制壳，自然干燥后进行蒸汽脱蜡，得到导辊模型壳，然后，焙烧导辊型壳，焙烧温度为900—950℃，保温时间为1小时，焙烧结束后，将配制的步骤二得到的合金材料钢液倒入型壳内进行浇注，铁水的出炉温度为1600-1620℃，浇注温度为1530-1540℃，型壳温度为450-550℃，浇注后，铸件随型壳冷却至室温，去除浇注***后得到导辊；
步骤四：退火：将步骤三加工成的导辊由室温以120-160℃/小时的速度加热至930℃-980℃并保温2-4ｈ进行软化退火，随后炉冷至室温；
步骤五：粗加工：采用常规刀具对步骤四得到的导辊进行切削加工；
步骤六：淬火处理：将切削加工后的导辊由室温加热至500-600℃，保温2h，再以180-210℃/小时的速度加热至1000-1050℃，保温2～3h，随后风冷至室温；
步骤七：回火：将经过淬火处理后的导辊由室温以50℃-80℃/小时的速度加热至200℃-230℃回火保温2-3h，随炉冷却至室温；
步骤八：精加工：将经过回火处理后的导辊用硬质合金刀具精加工成成品导辊。
5.根据权利要求4所述的一种轧机导辊的制备方法，其特征在于：所述的造渣材料为石灰粉、氟石粉，且按照质量百分比：石灰粉：氟石粉=2:1。
6.根据权利要求4所述的一种轧机导辊的制备方法，其特征在于：所述的脱氧剂为石灰粉、铝粉，且按照质量百分比：石灰粉：铝粉=1:2。
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