一種用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面材料及輥面制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于礦山機械領域，具體涉及一種用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面材料及輥面制備方法。本發(fā)明的輥面材料化學成分按重量百分比為：C:1.0~3.0%、V:2.0~10.0%、Mo:2.0~10.0%、Cr:2.0~7.0%、Nb:0.3~6.0、Ti：0.1~3.0%、Si：0.7~1.0%、Mn：0.5~1.0%、Ni：0.1~0.7%、P:0~0.02%、S:0~0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；制備方法是首先熔煉鋼水并采用離心鑄造將高合金鋼輥面一次澆注成型，待鑄件冷卻至室溫后，對鑄件采用熱處理工藝，將輥面硬度調(diào)整到50HRC左右，采用錯位排列的分布方式，在輥面上加工盲孔，最后氣氛保護進行熱處理，然后將燒結(jié)好的碳化鎢硬質(zhì)合金柱釘嵌入盲孔，獲得高耐磨的復合輥面。本發(fā)明的高壓輥磨機輥面材料組織均勻，最終輥面的強度和耐磨性穩(wěn)定，具有更長的使用壽命。
【專利說明】一種用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面材料及輥面制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于礦山機械領域，具體涉及一種用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面材料及輥面制備方法。
【背景技術】
[0002]在礦山機械中，由于高壓輥磨機具有單機產(chǎn)量高、輥面壽命長、作業(yè)率高、可靠性好和單位能耗低等優(yōu)點，很快受到礦山機械領域的重視并且逐漸作為粉碎礦石的主要手段。但是在高壓輥磨機的應用過程中，由于實際工況惡劣，還存在很多亟待解決的問題。其中高壓輥是高壓輥磨機的關鍵部件，輥面在工作中承受巨大的法向擠壓力和較大的切向摩擦力，容易導致輥面嚴重磨損，而輥面質(zhì)量的好壞，直接影響輥磨機的使用壽命。
[0003]高壓輥磨機輥面技術經(jīng)過多年的研究和開發(fā)，目前主要采用的是高強耐磨材料堆焊輥面，有一字紋、人字紋、棱形紋、鋸齒紋、網(wǎng)點花等多種形式，焊接輥面一般每一、二個月補焊一次。更為先進的輥面是采用硬質(zhì)合金(碳化鎢)燒結(jié)成柱釘，鑲嵌在輥面上，形成復合輥面，使其使用壽命較堆焊輥面有顯著提高(使用壽命達8000小時左右)。這種復合輥面材料多采用高鉻鑄鐵或貝氏體球墨鑄鐵作為基體，但遇到的問題是材料的抗壓強度和耐磨性不足，這對高壓輥磨機輥面的質(zhì)量有很大影響。采用高合金鋼為輥面材料具有足夠的抗壓強度和耐磨性，但在大型鑄件澆注時容易導致成分不均勻、碳化物易聚集長大，最終輥面的強度、硬度及耐磨性不均勻；另外高合金鋼輥面在鑲嵌柱釘時，輥面硬度偏高盲孔加工難大、耗時長，嚴重影響生產(chǎn)效率。因此，目前急需發(fā)明出一種硬度可調(diào)，同時保持高抗壓強度和耐磨性的輥面材料； 該輥面既可以提高盲孔加工時的工作效率，又保證了足夠的抗壓強度和耐磨性，使輥面的使用壽命大幅延長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面材料及輥面制備方法，其具有成分偏析小，組織均勻，抗壓強度高，耐磨性好，硬度可調(diào)，柱釘鑲嵌方便和使用壽命長的優(yōu)點，制備工藝簡單。
[0005]一種用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面材料，其化學成分按重量百分比為:C: 1.0~3.0%、V:2.0~10.0%、Mo: 2.0~10.0%、Cr:2.0~7.0%、Nb:0.3~6.0、Ti:0.1~3.0%、Si:0.7~1.0%, Mn:0.5~1.0%、Ni:0.1~θ.7%、Ρ:0~0.02%、S:0~0.01%，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)；由其制備的高壓輥磨機輥面硬度至少為64HRC，抗壓強度至少為3500MPa，工作層碳化物總量差為0.45%，使用壽命達20000小時以上。
[0006]本發(fā)明用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面的制備方法按照以下步驟進行:
(I)用中頻爐于1500~1600°C熔煉高合金鋼鋼水，鋼水的化學成分按照重量百分比為:C:l.0~3.0%、V:2.0-ΙΟ.0%、Μο: 2.0~10.0%、Cr:2.0~7.0%、Nb:0.3~6.0,Ti:0.1~3.0%、Si:0.7~1.0%、Mn:0.5~1.0%、Ni:0.1~θ.7%、Ρ:0~0.02%、S:0~0.01%，其余為 Fe 及不可避免
的雜質(zhì)，在出爐前加入精煉變質(zhì)劑對高合金鋼鋼水進行變質(zhì)處理；鋼水出爐采用離心鑄造，一次澆注成型得到高合金鋼輥面鑄件，澆注溫度1400~1500°C，離心鑄造時離心重力倍數(shù)100~120G，并保持該重力倍數(shù)60min ；
(2)待高合金鋼輥面鑄件冷卻至室溫后，將其在空氣爐中以1(T25°C/h的加熱速度升至760°C保溫10~25h，隨爐冷卻至室溫；
再經(jīng)空氣爐加熱淬火，加熱速度為1(T20°C /h，溫度升至80(T950°C保溫8~20h，然后以8(Tl50°C /h的升溫，速度升至100(Tll5(TC后出爐風冷；
以1(T20°C /h的加熱速度溫度升到50(T590°C，保溫2(T30h，空冷至室溫后，最后以15~30°C /h的加熱速度升至60(T700°C，保溫2(T30h，空冷至室溫，此時輥面硬度為48"55HRC ；
(3)選用峰角α為140°~160°的鉆頭，采用錯位排列的分布方式在輥面上加工盲孔，待盲孔底部形狀接近圓弧形，采用球頭銑刀對已經(jīng)加工的盲孔進行擴孔，保證盲孔周邊殘余量為0.2-0.5mm，采用螺旋球頭鉸銑刀對盲孔進行精加工，保證盲孔的加工精度為0-0.02mm ；
(4)保護氣氛下，將加工完畢的輥面升溫至1030-1100?，保溫l(Tl5h后風冷淬火，再在保護氣氛下，以15~30°C /h的加熱速度溫度升至53(T570°C，保溫2(T30h進行一次回火，硬度至少為64HRC，最終得到組織為馬氏體+多組元合金碳化物+細小彌散的二次碳化物+少量殘余奧氏體的高強耐輥面，最后將碳化鎢燒結(jié)成的柱釘嵌入孔內(nèi)，得到高壓輥磨機輥面。
[0007]所述的添加精煉變質(zhì)劑為稀土和娃鋇合金,添加量為鋼水重量的0.3~0.8% 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的特點和有益效果是:
(1)本發(fā)明的技術方案是通過合理的調(diào)整高合金鋼中碳與合金元素的含量，使其在凝固過程中形成密度接近鋼水的多組元合金碳化物，因此在凝固時成分不易偏析，組織更加均勻，最終輥面的強度和耐磨性也更加穩(wěn)定；
(2)本發(fā)明的高合金鋼經(jīng)熱處理后，組織中大量的合金碳化物均勻彌散的分布在馬氏體基體上，其中合金碳化物主要為MC和M2C,這兩種碳化物作為主要的耐磨相硬度高(MC:2600-3000HV、M2C:1500HV)、分布均勻；其中MC晶內(nèi)生長，并且與馬氏體基體為共格界面，結(jié)合牢固，在磨損過程中不易脫落；細小彌散的二次碳化物具有彌散強化和提高耐磨性的作用。所以高合金鋼與其他耐磨材料相比其耐磨性大幅提高；
(3)本發(fā)明在不改變高合金鋼中耐磨相分布及耐磨性的前提下，經(jīng)熱處理將其硬度調(diào)到左右50HRC，提高了柱釘鑲嵌的工作效率；柱釘鑲嵌后采用氣氛保護經(jīng)行熱處理將輥面硬度調(diào)至64HRC以上，熱處理后強度、硬度提高的同時并具有一定的韌性。因此，高合金鋼作為輥面材料具有更長的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明實施例1的高壓輥磨機輥面的壓縮試驗的應力-應變曲線；
圖2是本發(fā)明實施例1的高壓輥磨機輥面的鑄態(tài)金相組織；
圖3是本發(fā)明實施例1的鑲嵌有硬質(zhì)合金柱釘?shù)母吆辖痄搹秃陷伱嬲掌?br> 圖中:1:柱釘；2:聞合金鋼棍面。【具體實施方式】
[0009]實施例1
一種用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面材料，其化學成分按重量百分比為:C:3.0%、V: 10.0%、Mo:2.0%、Cr:2.0%、Nb:3.0%、Ti:3.0%、Si:0.7%、Mn:0.5%、Ni:0.1%、Ρ:0-θ.02%、S:(T0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0010]本發(fā)明用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面的制備方法按照以下步驟進行:
(1)用中頻爐于1600°C熔煉高合金鋼鋼水，鋼水的化學成分重量百分比:C:3.0%、V: 10.0%、Mo:2.0%、Cr:2.0%、Nb:3.0%、Ti:3.0%、Si:0.7%、Mn:0.5%、Ni:0.1%、Ρ:0-θ.02%、S:(T0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，在出爐前加入精煉變質(zhì)劑稀土和硅鋇，添加量為鋼水重量的0.7%，對高合金鋼鋼水進行變質(zhì)處理； 鋼水出爐采用離心鑄造，一次澆注成型得到高合金鋼輥面鑄件，澆注溫度1500°C，離心鑄造時離心重力倍數(shù)120G，并保持該重力倍數(shù)60min ；
(2)待高合金鋼輥面鑄件冷卻至室溫后，將其在空氣爐中以20°C/h的加熱速度升至760°C保溫25h，隨爐冷卻至室溫；
再經(jīng)空氣爐加熱淬火，加熱速度為15°C /h，溫度升至900°C保溫15h，然后以120°C /h的升溫，速度升至1050°C后出爐風冷；
以15°C /h的加熱速度溫度升到550°C，保溫25h，空冷至室溫后，最后以20°C /h的加熱速度升至650°C，保溫20h，空冷至室溫，此時輥面硬度為51.2HRC ；
(3)選用峰角α為150°的鉆頭，采用錯位排列的分布方式在輥面上加工盲孔，待盲孔底部形狀接近圓弧形，采用球頭銑刀對已經(jīng)加工的盲孔進行擴孔，保證盲孔周邊殘余量為0.2-0.5mm，采用螺旋球頭鉸銑刀對盲孔進行精加工，保證盲孔的加工精度為0-0.02mm ；
(4)保護氣氛下，將加工完畢的輥面升溫至110(TC，保溫IOh后風冷淬火，再在保護氣氛下，以30°C /h的加熱速度溫度升至530°C，保溫20h進行一次回火，最終得到組織為馬氏體+多組元合金碳化物+細小彌散的二次碳化物+少量殘余奧氏體的高強耐磨輥面，其鑄態(tài)金相組織圖如圖2所示；
最后將碳化鎢燒結(jié)成的柱釘嵌入孔內(nèi)，得到用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面，如圖3所示。
[0011]最終輥面力學性能指標為:硬度65HRC±0.2，抗壓強度3825±10MPa，抗彎強度1230±10MPa，工作層碳化物總量差0.45%，其壓縮試驗的應力-應變曲線如圖1所示，從圖1中可以看出其在350(T4000MPa的壓力的應變?yōu)?5%左右，具有一定的韌性，力學性能優(yōu)異。該輥面在礦石粉碎企業(yè)進行了測試，其使用壽命達20000小時以上，遠遠超過現(xiàn)有的高絡鑄鐵或貝氏體球墨鑄鐵棍面。
[0012]實施例2
一種用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面材料，其化學成分按重量百分比為:c:1.0%、V:2.0%、Mo:5.0%、Cr:3.0%、Nb: 1.0%、Ti:3.0%、Si:1.0%、Mn:1.0%、Ni:0.7%、P: 0~0.02%、S:(T0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0013]本發(fā)明用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面的制備方法按照以下步驟進行:
(I)采用中頻爐于1500°c熔煉高合金鋼鋼水，鋼水的化學成分重量百分比為:C:1.0%、V: 2.0%, Mo: 5.0%, Cr: 3.0%, Nb: 1.0%, Ti:3.0%, S1:L 0%、Mn:L 0%、Ni:0.7%, P: 0^0.02%,S:(T0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，在出爐前加入精煉變質(zhì)劑稀土和硅鋇，添加量為鋼水重量的0.3%，對高合金鋼鋼水進行變質(zhì)處理；
鋼水出爐采用離心鑄造，一次澆注成型得到高合金鋼輥面鑄件，澆注溫度1450°C，離心鑄造時離心重力倍數(shù)100G，并保持該重力倍數(shù)60min ；
(2)待高合金鋼輥面鑄件冷卻至室溫后，將其在空氣爐中以10°C/h的加熱速度升至760°C保溫10h，隨爐冷卻至室溫；
再經(jīng)空氣爐加熱淬火，加熱速度為10°C /h，溫度升至800°C保溫8h，然后以80°C /h的升溫，速度升至1000°C后出爐風冷；
以10°C /h的加熱速度溫度升到500°C，保溫30h，空冷至室溫后，最后以30°C /h的加熱速度升至600°C，保溫20h，空冷至室溫，此時輥面硬度為55HRC ；
(3)選用峰角α為160°的鉆頭，采用錯位排列的分布方式在輥面上加工盲孔，待盲孔底部形狀接近圓弧形，采用球頭銑刀對已經(jīng)加工的盲孔進行擴孔，保證盲孔周邊殘余量為
0.2-0.5mm，采用螺旋球頭鉸銑刀對盲孔進行精加工，保證盲孔的加工精度為0-0.02mm ；
(4)保護氣氛下，將加工完畢的輥面升溫至1030°C，保溫15h后風冷淬火，再在保護氣氛下，以30°C /h的加熱速度溫度升至570°C，保溫30h進行一次回火，硬度至少為64HRC，最終得到組織為馬 氏體+多組元合金碳化物+細小彌散的二次碳化物+少量殘余奧氏體的高強耐磨輥面，最后將碳化鎢燒結(jié)成的柱釘嵌入孔內(nèi)，得到用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面。輥面硬度64HRC±0.2，抗壓強度3500±10MPa。
[0014]實施例3
一種用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面材料，其化學成分按重量百分比為:C:1.3%、V:4%, Mo: 10.0%、Cr: 7.0%、Nb: 1.5%、Ti:0.1%、Si:0.8%、Mn:0.6%、Ni:0.5%、Ρ:(Πλ 02%、S:(T0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0015]本發(fā)明用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面的制備方法按照以下步驟進行:
(1)采用中頻爐于1550°c熔煉高合金鋼鋼水，鋼水的化學成分重量百分比為:C:1.3%、V:4%, Mo: 10.0%, Cr: 7.0%、Nb: L 5%、Ti:0.1%、Si:0.8%, Mn:0.6%, N1:0.5%、P: (Πλ 02%、S:(T0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，在出爐前加入精煉變質(zhì)劑稀土和硅鋇，添加量為鋼水重量的0.8%，對高合金鋼鋼水進行變質(zhì)處理；
鋼水出爐采用離心鑄造，一次澆注成型得到高合金鋼輥面鑄件，澆注溫度1480°C，離心鑄造時離心重力倍數(shù)110G，并保持該重力倍數(shù)60min ；
(2)待高合金鋼輥面鑄件冷卻至室溫后，將其在空氣爐中以25°C/h的加熱速度升至760°C保溫10h，隨爐冷卻至室溫；
再經(jīng)空氣爐加熱淬火，加熱速度為20°C /h，溫度升至950°C保溫20h，然后以150°C /h的升溫，速度升至1150°C后出爐風冷；
以20°C /h的加熱速度溫度升到590°C，保溫20h，空冷至室溫后，最后以30°C /h的加熱速度升至700°C，保溫30h，空冷至室溫，此時輥面硬度為48.4HRC ；
(3)選用峰角α為140°的鉆頭，采用錯位排列的分布方式在輥面上加工盲孔，待盲孔底部形狀接近圓弧形，采用球頭銑刀對已經(jīng)加工的盲孔進行擴孔，保證盲孔周邊殘余量為
0.2-0.5mm，采用螺旋球頭鉸銑刀對盲孔進行精加工，保證盲孔的加工精度為0-0.02mm ；
(4)保護氣氛下，將加工完畢的輥面升溫至1060°C，保溫12h后風冷淬火，再在保護氣氛下，以15°C /h的加熱速度溫度升至560°C，保溫20h進行一次回火，硬度至少為64HRC，最終得到組織為馬氏體+多組元合金碳化物+細小彌散的二次碳化物+少量殘余奧氏體的高強耐磨輥面，最后將碳化鎢燒結(jié)成的柱釘嵌入孔內(nèi)，得到用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面。輥面硬度65HRC±0.2，抗壓強度3550±10MPa。
[0016]實施例4
一種用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面材料，其化學成分按重量百分比為:C:2.8%、V: 10.0%、Mo:6.0%、Cr:4.5%、Nb:6.0%、Ti:0.2%、Si:0.9%、Mn:0.7%、Ni:0.4%、Ρ:0-θ.02%、S:0-0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0017]本發(fā)明用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面的制備方法按照以下步驟進行:
(1)采用中頻爐于1550°c熔煉高合金鋼鋼水，鋼水的化學成分重量百分比為:C:2.8%、V: 10.0%、Mo:6.0%、Cr:4.5%、Nb:6.0%、Ti:0.2%、Si:0.9%、Mn:0.7%、Ni:0.4%、Ρ:0-θ.02%、S:(T0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，在出爐前加入精煉變質(zhì)劑稀土和硅鋇，添加量為鋼水重量的0.5%，對高合金鋼鋼水進行變質(zhì)處理；
鋼水出爐采用離心鑄造，一次澆注成型得到高合金鋼輥面鑄件，澆注溫度1400°C，離心鑄造時離心重力倍數(shù)120G，并保持該重力倍數(shù)60min ；
(2)待高合金鋼輥面鑄件冷卻至室溫后，將其在空氣爐中以16°C/h的加熱速度升至760°C保溫18h，隨爐冷卻至室溫；
再經(jīng)空氣爐加熱淬火，加熱速度為15°C /h，溫度升至920°C保溫12h，然后以100°C /h的升溫，速度升至1130°C后出爐風冷；
以14°C /h的加熱速度溫度升到560°C，保溫24h，空冷至室溫后，最后以20°C /h的加熱速度升至660°C，保溫20h，空冷至室溫，此時輥面硬度為50.5HRC ；
(3)選用峰角α為155°的鉆頭，采用錯位排列的分布方式在輥面上加工盲孔，待盲孔底部形狀接近圓弧形，采用球頭銑刀對已經(jīng)加工的盲孔進行擴孔，保證盲孔周邊殘余量為0.2-0.5mm，采用螺旋球頭鉸銑刀對盲孔進行精加工，保證盲孔的加工精度為0-0.02mm ；
(4)保護氣氛下，將加工完畢的輥面升溫至1050°C，保溫15h后風冷淬火，再在保護氣氛下，以30°C /h的加熱速度溫度升至550°C，保溫30h進行一次回火，硬度至少為64HRC，最終得到組織為馬氏體+多組元合金碳化物+細小彌散的二次碳化物+少量殘余奧氏體的高強耐磨輥面，最后將碳化鎢燒結(jié)成的柱釘嵌入孔內(nèi)，得到用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面。輥面硬度66HRC±0.2，抗壓強度3700±10MPa。
[0018]實施例5
一種用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面材料，其化學成分按重量百分比為:C:1.5%、V:6%, Mo:4%, Cr:6%, Nb: 0.3%、Ti:1.0%、Si:0.8%、Mn:0.5%、Ni:0.4%、Ρ:0-θ.02%、S:(T0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0019]本發(fā)明用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面的制備方法按照以下步驟進行:
(O采用中頻爐于1530°c熔煉高合金鋼鋼水，鋼水的化學成分重量百分比為:C: 1.5%、V:6%、Mo:4%、Cr:6%, Nb:0.3%、Ti:1.0%、Si:0.8%、Mn:0.5%、Ni:0.4%、Ρ:0-θ.02%、S:(T0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，在出爐前加入精煉變質(zhì)劑稀土和硅鋇，添加量為鋼水重量的0.4%，對高合金鋼鋼水進行變質(zhì)處理；
鋼水出爐采用離心鑄造，一次澆注成型得到高合金鋼輥面鑄件，澆注溫度1420°C，離心鑄造時離心重力倍數(shù)105G，并保持該重力倍數(shù)60min ；
(2)待高合金鋼輥面鑄件冷卻至室溫后，將其在空氣爐中以15°C/h的加熱速度升至760°C保溫17h，隨爐冷卻至室溫；
再經(jīng)空氣爐加熱淬火，加熱速度為10°C /h，溫度升至850°C保溫16h，然后以110°C /h的升溫，速度升至1030°C后出爐風冷；
以14°C /h的加熱速度溫度升到590°C，保溫24h，空冷至室溫后，最后以20°C /h的加熱速度升至680°C，保溫24h，空冷至室溫，此時輥面硬度為50.2HRC ；
(3)選用峰角α為160°的鉆頭，采用錯位排列的分布方式在輥面上加工盲孔，待盲孔底部形狀接近圓弧形，采用球頭銑刀對已經(jīng)加工的盲孔進行擴孔，保證盲孔周邊殘余量為
0.2-0.5mm，采用螺旋球頭鉸銑刀對盲孔進行精加工，保證盲孔的加工精度為0-0.02mm ；
(4)保護氣氛下，將加工完畢的輥面升溫至1060°C，保溫12h后風冷淬火，再在保護氣氛下，以25°C /h的加熱速度溫度升至560°C，保溫24h進行一次回火，硬度至少為64HRC，最終得到組織為馬氏體+多組元合金碳化物+細小彌散的二次碳化物+少量殘余奧氏體的高強耐磨輥面，最后將碳化鎢燒結(jié)成的柱釘嵌入孔內(nèi)，得到用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面。輥面硬度65HRC±0.2，抗壓強度3600±10MPa。
[0020]實施例6
一種用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面材料，其化學成分按重量百分比為:C:2.2%、V: 9.0%、Mo: 7.0%、Cr: 5.0%、Nb: 4%, Ti:2.0%、Si:0.7%、Mn:0.8%、N1:0.9、Ρ:0-θ.02%、S:(T0.01%，其余為Fe及不可避免的`雜質(zhì)。
[0021]本發(fā)明用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面的制備方法按照以下步驟進行:
(1)采用中頻爐于1570°c熔煉高合金鋼鋼水，鋼水的化學成分重量百分比為:C:2.2%、V:9.0%、Mo: 7.0%、Cr: 5.0%、Nb:4%, Ti:2.0%、Si:0.7%、Mn:0.8%、Ni:0.9、P:0^0.02%、S:(T0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，在出爐前加入精煉變質(zhì)劑稀土和硅鋇，添加量為鋼水重量的0.6%，對高合金鋼鋼水進行變質(zhì)處理；
鋼水出爐采用離心鑄造，一次澆注成型得到高合金鋼輥面鑄件，澆注溫度1440°C，離心鑄造時離心重力倍數(shù)115G，并保持該重力倍數(shù)60min ；
(2)待高合金鋼輥面鑄件冷卻至室溫后，將其在空氣爐中以20°C/h的加熱速度升至760°C保溫14h，隨爐冷卻至室溫；
再經(jīng)空氣爐加熱淬火，加熱速度為20°C /h，溫度升至860°C保溫12h，然后以90°C /h的升溫，速度升至1030°C后出爐風冷；
以16°C /h的加熱速度溫度升到550°C，保溫30h，空冷至室溫后，最后以15°C /h的加熱速度升至670°C，保溫21h，空冷至室溫，此時輥面硬度為50.5HRC ；
(3)選用峰角α為155°的鉆頭，采用錯位排列的分布方式在輥面上加工盲孔，待盲孔底部形狀接近圓弧形，采用球頭銑刀對已經(jīng)加工的盲孔進行擴孔，保證盲孔周邊殘余量為
0.2-0.5mm，采用螺旋球頭鉸銑刀對盲孔進行精加工，保證盲孔的加工精度為0-0.02mm ；
(4)保護氣氛下，將加工完畢的輥面升溫至1060°C，保溫12h后風冷淬火，再在保護氣氛下，以25°C /h的加熱速度溫度升至560°C，保溫24h進行一次回火，硬度至少為64HRC，最終得到組織為馬氏體+多組元合金碳化物+細小彌散的二次碳化物+少量殘余奧氏體的高強耐磨輥面，最后將碳化鎢燒結(jié)成的柱釘嵌入孔內(nèi)，得到用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面。輥面硬度66HRC±0 .2，抗壓強度3670±10MPa。
【權利要求】
1.一種用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面材料，其特征在于化學成分按重量百分比為： C: 1. 0?3. 0%、V:2. 0?10. 0%、Mo: 2. 0?10. 0%、Cr:2. 0?7. 0%、Nb:0. 3?6. 0、Ti ：0. 1 ?3. 0%、Si ： 0. 7?1. 0%、Mn ：0. 5?1. 0%、Ni ：0. 1 ?0. 7%、P:0?0. 02%、S:0?0. 01%，其余為 Fe 及不可避免的雜 質(zhì)，由其制備的高壓輥磨機輥面硬度至少為64HRC，抗壓強度至少為3500MPa，工作層碳化 物總量差為0. 45%，使用壽命達20000小時以上。
2.一種用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面的制備方法，其特征在于按照以下步驟進行：(1)用中頻爐于1500?1600°C熔煉高合金鋼鋼水，鋼水的化學成分按照重量百 分比為：C: 1. 0?3. 0%、V:2. 0?10. 0%、Mo: 2. 0?10. 0%、Cr:2. 0?7. 0%、Nb:0. 3?6. 0、Ti ： 0. 1 ?3. 0%、Si ：0. 7?1. 0%、Mn ：0. 5?1. 0%、Ni ：0. 1 ?0. 7%、P:0?0. 02%、S:0?0. 01%，其余為 Fe 及 不可避免的雜質(zhì)，在出爐前加入精煉變質(zhì)劑對高合金鋼鋼水進行變質(zhì)處理；鋼水出爐采用離心鑄造，一次澆注成型得到高合金鋼輥面鑄件，澆注溫度1400? 1500°C，離心鑄造時離心重力倍數(shù)100?120G，并保持該重力倍數(shù)60min ；(2)待高合金鋼輥面鑄件冷卻至室溫后，將其在空氣爐中以1(T25°C/h的加熱速度升 至760°C保溫10?25h，隨爐冷卻至室溫；再經(jīng)空氣爐加熱淬火，加熱速度為1(T20°C /h，溫度升至80(T950°C保溫8?20h，然后以 8(Tl50°C /h的升溫，速度升至100(Tll5(TC后出爐風冷；以1(T20°C /h的加熱速度溫度升到50(T590°C，保溫2(T30h，空冷至室溫后，最后 以15?30°C /h的加熱速度升至60(T70(TC，保溫2(T30h，空冷至室溫，此時輥面硬度為 48飛5HRC ；(3)選用峰角a為140°?160°的鉆頭，采用錯位排列的分布方式在輥面上加工盲 孔，待盲孔底部形狀接近圓弧形，采用球頭銑刀對已經(jīng)加工的盲孔進行擴孔，保證盲孔周 邊殘余量為0. 2-0. 5mm，采用螺旋球頭鉸銑刀對盲孔進行精加工，保證盲孔的加工精度為 0-0. 02mm ；(4)保護氣氛下，將加工完畢的輥面升溫至103(ni00°C，保溫10?15h后風冷淬火， 再在保護氣氛下，以15?30°C /h的加熱速度溫度升至53(T570°C，保溫2(T30h進行一次回 火，硬度至少為64HRC，最終得到組織為馬氏體+多組元合金碳化物+細小彌散的二次碳化 物+少量殘余奧氏體的高強耐磨輥面，最后將碳化鎢燒結(jié)成的柱釘嵌入孔內(nèi)，得到高壓輥 磨機輥面。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于粉碎礦石的高壓輥磨機輥面的制備方法，其特征在 于所述的添加精煉變質(zhì)劑為稀土和娃鋇合金，添加量為鋼水重量的0. 3?0. 8%。
【文檔編號】C21D6/00GK103757556SQ201410035953
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權日:2014年1月24日
【發(fā)明者】佟偉平, 李海智, 崔君軍, 陳禮清, 左良 申請人:東北大學