專利名稱：一種新型低合金材料沉沒輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型沉沒輥，尤其涉及一種新型低合金材料沉沒輥，屬于冶金行業(yè)的熱涂鍍領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，生產(chǎn)家用電器用板及汽車用板是在冷軋薄板表面鍍一層鋅。鍍鋅的方法有兩種，第一種是電鍍鋅，第二種是熱鍍鋅。沉沒輥就是在熱鍍鋅生產(chǎn)線上使用的產(chǎn)品。現(xiàn)有的熱鍍鋅生產(chǎn)線使用的沉沒輥所用材料是316L(00Crl7Nil4Mo2)，其成分的重量百分含量為 C 彡 0. 03，Si 彡 1. 0，Μη 彡 2. 0，P、S 彡 0. 03，Cr 16-18,Ni 12-15,Mo 2-3。 該沉沒輥的機械性能如下抗拉強度σ b (MPa) ^ 480 ； σ 0. 2 (MPa)彡175 ；硬度HB彡187 ； 延伸率δ >40%。然而其存在耐鋅液腐蝕性能差，使用周期短的缺點，一般在10-15天必須把沉沒輥從鋅液中取出，重新修復(fù)。每更換一次需要2天時間，那么以每天每條生產(chǎn)線出鍍鋅板量為200/Τ/天來算，2天實際少出鍍鋅板400Τ (噸)，大大制約了生產(chǎn)效率且加大了成本。中國專利申請CN200910159823. 8公開了一種沉沒輥，包括基體和工作面層，所述工作面層為以重量百分比計包括以下成分的鈷基合金10-40%的Cr、0. 1-15%的Ni、 0. 1-15%的 W、0. 1-10%的 Μο、0· 01-5%的 V、0. 01-5%的 Ti、0. 01-1. 5%的 C、0. 01-20%的 Fe、0. 01-5%的Al、0. 1_3%的胞、0. 01-5%的Nb、0. 1 % -3%的Si，其余為Co和不可避免的雜質(zhì)。而這種鈷基合金用于整體制造沉沒輥是不現(xiàn)實的，其材料的制造成本是鐵基合金材料陳分的200倍以上，幾乎不被現(xiàn)有的廠家所采用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中沉沒輥的耐鋅鋁液腐蝕性差和使用周期短的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種新型低合金材料的沉沒輥，其在熱涂鍍工作條件下，具有良好的耐腐蝕性、機械性能良好、壽命大大延長的特點。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明提供一種新型低合金材料的沉沒輥，其所用材料的成分所占重量百分比為 C 彡 0. 12，Si ( 1. 0，Mn 3-4. 5，P、S 彡 0. 04，Cr 11—14，Ni 0. 5-1. 0，Mo ( 1. 5，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)選的，本發(fā)明提供一種新型低合金材料的沉沒輥，其所用材料的成分所占重量百分比為 C 0.04-0. 06，Si 0.4-0. 8，Mn 3. 5—4，P、S 彡 0. 02，Crl2_13，Ni 0. 7-1. 0, Mo 0. 8-1. 2，其余為！^和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明還提供所述新型低合金材料的沉沒輥的制備方法，按照如下步驟進行1)將碳棒、金屬硅、金屬錳、鎳板、鉻鐵、金屬鉬和鐵作為原料，烘干后放入中頻感應(yīng)爐內(nèi)，加入的順序為先加入一定量鐵和碳棒，熔化后加入鎳板、金屬錳、金屬鉬，最后加入一定量鉻鐵，當(dāng)熔煉溫度達(dá)到1560-1580°C時，加入適量金屬硅；
2)熔煉好后的鋼水經(jīng)鋼包倒入高速運轉(zhuǎn)型筒內(nèi)，待冷卻后取出；3)取出鋼管迅速放入爐管內(nèi)保溫冷卻100°C以下取出，取出后鋼管進行正火，正火條件為980-1000°C，鋼管厚度每25mm保溫2小時，空冷；根據(jù)客戶圖紙要求加工鋼筒尺寸，加工好鋼筒與沉沒輥兩端輥頸組焊；整體焊好后進行退火處理，退火條件為700°C，鋼管厚度每25mm保溫3小時；4)整體退火后沉沒輥通過加工符合圖紙要求后，對其表面進行液體滲透檢查，動平衡試驗合格后轉(zhuǎn)入客戶使用。其中，步驟1)所述原料的配比為以IOOOkg材料計，碳棒0. 1-0. 12kg、金屬硅 2-10kg、金屬錳30-45kg、鎳板5-10kg、鉻鐵169_215kg、金屬鉬5_15kg、鐵余量。其中鉻鐵為含鉻量65%的鐵。其中步驟幻所述的高速運轉(zhuǎn)型筒須預(yù)熱200-250°C，噴入耐高溫涂料。所述涂料的組成為硅微粉、鋯英粉和膨潤土。優(yōu)選其配比為硅微粉10重量份、鋯英粉83重量份和膨潤土 7重量份。其中步驟幻所述的組焊須進行焊前預(yù)熱200-250°C，焊材采用410H，其所含成分的重量百分比為 C 0. 017，Si 0. 3，Mn ( 0. 76，Cr 11. 66，Ni 0. 84，Cu 0. 71。本發(fā)明提供的新型低合金材料沉沒輥，其常溫下的機械性能為抗拉強度 ob (MPa) 790，表面硬度HB沈2，延伸率δ彡16% ；高溫)機械性能為抗拉強度 σ b (MPa) 565，延伸率δ彡19%。與現(xiàn)有的316L(00Crl7Nil4Mo2)相比，原先的材料由于被腐蝕的快，輥表面易粘鋅液，而本發(fā)明提供的新型低合金材料的耐鋅鋁液腐蝕性能和機械性能大大提高，且鍍鋅生產(chǎn)線上的使用周期大大提高，由原來的316L材質(zhì)的10-15天提高到了 20-30天，一年一條生產(chǎn)線可節(jié)約時間10-18天，約多出產(chǎn)鍍鋅板材3000T(噸)。那么試算全國該條生產(chǎn)線約200條左右，若使用該產(chǎn)品則可多生產(chǎn)鍍鋅板材60萬噸左右。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種新型低合金材料的沉沒輥，其所用材料的成分所占重量百分比為 C 彡 0. 12，Si ( 1. 0，Mn 3-4. 5，P、S 彡 0. 04，Cr 11—14，Ni 0. 5-1. 0，Mo ( 1. 5，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。C 從耐腐蝕性能上看碳的含量越低越好，但是需保證表面有一定的耐磨性，因此其重量百分含量< 0. 12，優(yōu)選的范圍為0. 04-0. 06。Si的重量百分含量< 1.0的范圍內(nèi)時能顯著提高耐腐蝕性，否則耐腐蝕性能降低，優(yōu)選的范圍為0. 4-0.8。Mn的重量百分含量在3-4. 5時能夠符合規(guī)定強度和硬度，否則強度和硬度均降低，優(yōu)選的范圍為3. 5-4。Cr能夠提高抗氧性和強度，太高則材料強度高但熱處理過程中易脆裂，太低則抗氧性和強度均降低，因此其重量百分含量在11-14為宜，優(yōu)選12-13。Mo能保證C在基體內(nèi)均勻性而提高碳化物穩(wěn)定性，提高強度，且對還原性介質(zhì)的抗腐蝕能力所有提高，能減低其它合金元素導(dǎo)致的回火脆性，因此其重量百分含量< 1. 5， 優(yōu)選 0. 8-1. 2。Ni能夠提高抗腐蝕疲勞性能，其重量百分含量以0. 5-1. 0為宜，優(yōu)選為0. 7-1. 0。
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P、S為有害元素，含量越低越好，在本發(fā)明中其重量百分含量分別<0.04，優(yōu)選 ^ 0. 02。另外，本發(fā)明提供的新型低合金材料的沉沒輥還可以含有Ti。Ti能夠細(xì)化晶粒， 使耐腐蝕性提高，含量太高則氧化鈦夾雜物多，太低則細(xì)化效果不明顯，因此其重量百分含量以0. 05-0. 08為宜。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，應(yīng)該理解的是，這些實施例僅用于例證的目的，決不限制本發(fā)明的保護范圍。實施例11)將碳棒0. 12kg、金屬硅10kg、金屬錳40kg、鎳板8kg、含鉻量65%的鐵185kg、金屬鉬Ukg、鐵743. 3kg(共計1000kg)作為原料，烘干后放入中頻感應(yīng)爐內(nèi)，加入的順序為先加入一定量鐵和碳棒，熔化后加入鎳板、金屬錳、金屬鉬，最后加入一定量鉻鐵，當(dāng)熔煉溫度達(dá)到1560-1580°C時，加入適量金屬硅；2)熔煉好后的鋼水經(jīng)鋼包倒入高速運轉(zhuǎn)型筒內(nèi)，待冷卻后取出，其中高速運轉(zhuǎn)型筒須預(yù)熱200-250°C，噴入耐高溫涂料，其重量配比為硅微粉10%、鋯英粉83%和膨潤土 7% ；3)取出鋼管迅速放入爐管內(nèi)保溫冷卻100°C以下取出，取出后鋼管進行正火，正火條件為980-1000°C，鋼管厚度每25mm保溫2小時，空冷；根據(jù)客戶圖紙要求加工鋼筒尺寸，加工好鋼筒與沉沒輥兩端輥頸組焊，焊前預(yù)熱200-250°C，焊材采用410H(其所含成分的重量百分比為 C 0. 017，Si 0. 3，Mn ( 0. 76，Cr 11. 66，Ni 0. 84，Cu 0. 71)；整體焊好后進行退火處理，退火條件為700°C，鋼管厚度每25mm保溫3小時；4)整體退火后沉沒輥通過加工符合圖紙要求后，對其表面進行液體滲透檢查，動平衡試驗合格后轉(zhuǎn)入客戶使用。實施例21)將碳棒0. 1kg、金屬硅3kg、金屬錳30kg、鎳板5kg、含鉻量65%的鐵169kg、金屬鉬^g、鐵787. ^cg(共計1000kg)作為原料，烘干后放入中頻感應(yīng)爐內(nèi)，加入的順序為先加入一定量鐵和碳棒，熔化后加入鎳板、金屬錳、金屬鉬，最后加入一定量鉻鐵，當(dāng)熔煉溫度達(dá)到1560-1580°C時，加入適量金屬硅；2)熔煉好后的鋼水經(jīng)鋼包倒入高速運轉(zhuǎn)型筒內(nèi)，待冷卻后取出，其中高速運轉(zhuǎn)型筒須預(yù)熱200-250°C，噴入耐高溫涂料，其重量配比為硅微粉10%、鋯英粉83%和膨潤土 7% ；3)取出鋼管迅速放入爐管內(nèi)保溫冷卻100°C以下取出，取出后鋼管進行正火，正火條件為980-1000°C，鋼管厚度每25mm保溫2小時，空冷；根據(jù)客戶圖紙要求加工鋼筒尺寸，加工好鋼筒與沉沒輥兩端輥頸組焊，焊前預(yù)熱200-250°C，焊材采用410H(其所含成分的重量百分比為 C 0. 017，Si 0. 3，Mn ( 0. 76，Cr 11. 66，Ni 0. 84，Cu 0. 71)；整體焊好后進行退火處理，退火條件為700°C，鋼管厚度每25mm保溫3小時；4)整體退火后沉沒輥通過加工符合圖紙要求后，對其表面進行液體滲透檢查，動平衡試驗合格后轉(zhuǎn)入客戶使用。實施例31)將碳棒0. 12kg、金屬硅10kg、金屬錳45kg、鎳板10kg、含鉻量65%的鐵215kg、金屬鉬Mkg、鐵704. 88kg(共計1000kg)作為原料，烘干后放入中頻感應(yīng)爐內(nèi)，加入的順序為先加入一定量鐵和碳棒，熔化后加入鎳板、金屬錳、金屬鉬，最后加入一定量鉻鐵，當(dāng)熔煉溫度達(dá)到1560-1580°C時，加入適量金屬硅；2)熔煉好后的鋼水經(jīng)鋼包倒入高速運轉(zhuǎn)型筒內(nèi)，待冷卻后取出，其中高速運轉(zhuǎn)型筒須預(yù)熱200-250°C，噴入耐高溫涂料，其重量配比為硅微粉10%、鋯英粉83%和膨潤土 7% ；3)取出鋼管迅速放入爐管內(nèi)保溫冷卻100°C以下取出，取出后鋼管進行正火，正火條件為980-1000°C，鋼管厚度每25mm保溫2小時，空冷；根據(jù)客戶圖紙要求加工鋼筒尺寸，加工好鋼筒與沉沒輥兩端輥頸組焊，焊前預(yù)熱200-250°C，焊材采用410H(其所含成分的重量百分比為 C 0. 017，Si 0. 3，Mn ( 0. 76，Cr 11. 66，Ni 0. 84，Cu 0. 71)；整體焊好后進行退火處理，退火條件為700°C，鋼管厚度每25mm保溫3小時；4)整體退火后沉沒輥通過加工符合圖紙要求后，對其表面進行液體滲透檢查，動平衡試驗合格后轉(zhuǎn)入客戶使用。實驗例1將實施例1-3所得沉沒輥進行化學(xué)成分檢測=C 0. 04-0. 06，Si 0. 4-0. 8，Mn 3. 5-4, P, S ^ 0. 02, Cr 12-13，Ni 0. 7-1. 0, Mo 0. 8-1. 2，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。常溫下的機械性能為抗拉強度Gb(MPa)彡790，表面硬度HB沈2，延伸率 δ彡16% ；高溫)機械性能為抗拉強度Ob(MPa)彡565，延伸率δ彡19%。與現(xiàn)有的316L(00Crl7Nil4Mo2)相比，原先的材料由于被腐蝕的快，輥表面易粘鋅液，而本發(fā)明提供的新型低合金材料的耐鋅鋁液腐蝕性能和機械性能大大提高，且鍍鋅生產(chǎn)線上的使用周期大大提高，由原來的316L材質(zhì)的10-15天提高到了 20-30天。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，對本發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對其進行許多改變， 修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型低合金材料的沉沒輥，其所用材料的成分所占重量百分比為12， Si 彡 1. Ο,Μη 3-4. 5，P、S 彡 0. 04, Cr 11-14, Ni 0. 5-1. Ο,Μο 彡 1. 5，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉沒輥，其所用材料的成分所占重量百分比為C0.04-0.06， Si 0.4-0. 8，Mn 3. 5-4，P、S 彡 0. 02，Cr 12-13，Ni 0.7-1.0，Mo 0. 8-1. 2，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
3.一種制備權(quán)利要求1或2所述的沉沒輥的方法，按照如下步驟進行1)將碳棒、金屬硅、金屬錳、鎳板、鉻鐵、金屬鉬和鐵作為原料，烘干后放入中頻感應(yīng)爐內(nèi)，加入的順序為先加入一定量鐵和碳棒，熔化后加入鎳板、金屬錳、金屬鉬，最后加入一定量鉻鐵，當(dāng)熔煉溫度達(dá)到1560-1580°C時，加入適量金屬硅；2)熔煉好后的鋼水經(jīng)鋼包倒入高速運轉(zhuǎn)型筒內(nèi)，待冷卻后取出；3)取出鋼管迅速放入爐管內(nèi)保溫冷卻100°C以下取出，取出后鋼管進行正火，正火條件為980-1000°C，鋼管厚度每25mm保溫2小時，空冷；根據(jù)客戶圖紙要求加工鋼筒尺寸，加工好鋼筒與沉沒輥兩端輥頸組焊，焊前預(yù)熱200-250°C，焊材采用410H ；整體焊好后進行退火處理，退火條件為700°C，鋼管厚度每25mm保溫3小時；4)整體退火后沉沒輥通過加工符合圖紙要求后，對其表面進行液體滲透檢查，動平衡試驗合格后轉(zhuǎn)入客戶使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其中，步驟1)所述原料的配比為以IOOOkg材料計，碳棒0. 1-0. 12kg、金屬硅2-10kg、金屬錳30-45kg、鎳板5-10kg、鉻鐵169-215kg、金屬鉬 5_15kg、鐵余量，其中鉻鐵為含鉻量65%的鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其中，步驟幻所述的高速運轉(zhuǎn)型筒須預(yù)熱 200-2500C，噴入耐高溫涂料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其中，所述涂料的組成為硅微粉、鋯英粉和膨潤土。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其中，所述涂料配比為硅微粉10重量份、鋯英粉 83重量份和膨潤土 7重量份。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其中步驟幻所述的組焊須進行焊前預(yù)熱 200-250°C，焊材采用 410H。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新型低合金材料的沉沒輥，其所用材料的成分所占重量百分比為C≤0.12，Si≤1.0，Mn 3-4.5，P、S≤0.04，Cr 11-14，Ni 0.5-1.0，Mo≤1.5，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)，還提供了其制備方法。本發(fā)明提供的沉沒輥與現(xiàn)有的材質(zhì)相比，耐鋅鋁液腐蝕性能和機械性能大大提高，且鍍鋅生產(chǎn)線上的使用周期大大提高。
文檔編號C22C33/04GK102206792SQ20111011452
公開日2011年10月5日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者何紀(jì)海, 趙亞軍 申請人:江蘇標(biāo)新久保田工業(yè)有限公司