阅读说明：本技术 一种轧辊及其制造方法 (Roller and manufacturing method thereof ) 是由 张赣盛 金益民 杨贵彬 孙志远 白慧龙 于 2020-12-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种轧辊,按质量百分比包括以下组份：NbC粉70～84wt％、Ni粉15～25wt％和Mo-2C粉1～5wt％。轧辊的制备方法,依次包括以下步骤：将原料混合均匀,放入球磨机中球磨,然后进入喷雾塔中制成粒子,在倒入模具中压制成型,最后放入烧结炉内烧结。本发明的优点是：该配方下NbC比重与Ni比重相近,也有较好的浸润性,在球磨混合过程中更容易均匀,在液相烧结凝固过程中也不易出现偏析现象。NbC材质有更高的红硬性,在高温工作环境下能减少硬度降低的幅度,有效增加抗磨损性能。该材质比重与钢件比重接近,在实际轧钢使用过程中可以更好的抵抗粘着磨损。Mo-2C的添加可以有效的防止晶粒过分长大,提升材质的整体硬度与强度,材料热疲劳抗力大幅上升。(The invention discloses a roller, which comprises the following components in percentage by mass: 70-84 wt% of NbC powder, 15-25 wt% of Ni powder and Mo 2 1-5 wt% of C powder. The preparation method of the roller sequentially comprises the following steps: the raw materials are uniformly mixed, put into a ball mill for ball milling, then enter a spray tower to be prepared into particles, poured into a mould for compression molding, and finally put into a sintering furnace for sintering. The invention has the advantages that: under the formula, the specific gravity of NbC is similar to that of Ni, the NbC has better wettability, is easier to be uniform in the ball-milling mixing process, and is difficult to generate segregation phenomenon in the liquid-phase sintering solidification process. NbC material has higher red hardness, can reduce the reduction range of hardness under the high-temperature working environment, and effectively increases the abrasion resistance. The material isThe specific gravity of the steel part is close to that of the steel part, so that the steel part can better resist adhesive wear in the actual steel rolling use process. Mo 2 The addition of C can effectively prevent the crystal grains from excessively growing, improve the integral hardness and strength of the material and greatly improve the thermal fatigue resistance of the material.)

一种轧辊及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种轧辊及其制造方法。

背景技术

现有市场上轧辊材质一般为高铬铸钢或WC-Co基硬质合金材质。铸钢材质的轧辊在热轧环境下容易产生成分偏析形成裂纹；同时钢基体相过热，会导致奥氏体晶粒粗大，材料热疲劳抗力下降。WC-Co基材质轧辊缺点：WC在高速滑动时易形成挥发性强的WO₃，并且在高温时WC在Fe基工件材料中的高溶解度会促进导辊的磨损。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轧辊及其制造方法，能够有效解决现有轧辊在高温环境下材料热疲劳抗力下降或者磨损过快的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种轧辊，按质量百分比包括以下组份：NbC粉70～84wt％、Ni粉15～25wt％和Mo₂C粉1～5wt％。

优选的，按质量百分比包括以下组份：NbC粉70wt％、Ni粉25wt％和Mo₂C粉5wt％。

按质量百分比包括以下组份：NbC粉84wt％、Ni粉15wt％和Mo₂C粉1wt％。

按质量百分比包括以下组份：NbC粉77wt％、Ni粉20wt％和Mo₂C粉3wt％

所述NbC粉的纯度≥99.5％，费式粒度<1.5um；Ni粉的纯度≥99.99％，费式粒度＜2um；Mo₂C粉的纯度≥99.99％，费式粒度＜1.5um。

一种上述轧辊的制备方法，依次包括以下步骤：

A、配料：将NbC粉、Ni粉和Mo2C粉混合均匀；

B、球磨入蜡：将石蜡和油酸倒入球磨机，混合均匀后，再将步骤A中配好的配料和酒精倒入球磨机，球磨时间24～36小时；

C、喷雾制粒：将步骤B得到的物料放入喷雾塔，制得流动性13～17s，松比为1.8～2.2g/cm³的粒子；

D、压制成型：将步骤C得到粒子放入模具中压制成型，再对压制成型的坯料进行修坯；

E、烧结：将步骤D得到的坯料放入烧结炉内烧结。

优选的，所述步骤B中，石蜡按配料总质量的1.8～3.0％加入，油酸按配料总质量的0.1％加入，石蜡和油酸球磨时间半小时，酒精按配料质量每公斤加入260g加入。

优选的，所述步骤C中喷雾塔供料压力为0.8～1.2Kpa，喷料出口温度为95℃±10℃。

优选的，步骤E中烧结温度与时间关系为：120分钟加热至320摄氏度，保温60分钟，然后90分钟加热至450摄氏度，保温60分钟，再90分钟加热至700摄氏度，保温60分钟，再120分钟加热至1100摄氏度，保温60分钟，再90分钟加热至1350摄氏度，保温60分钟，再60分钟加热至1380摄氏度，保温30分钟，再30分钟加热至1390摄氏度，保温30分钟，然后自然冷却。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、该配方下NbC比重与Ni比重相近，也有较好的浸润性，在球磨混合过程中更容易均匀，在液相烧结凝固过程中也不易出现偏析现象。

2、NbC材质有更高的红硬性，在高温工作环境下能减少硬度降低的幅度，有效增加抗磨损性能。

3、该材质比重与钢件比重接近，在实际轧钢使用过程中可以更好的抵抗粘着磨损。

4、Mo₂C的添加可以有效的防止晶粒过分长大，提升材质的整体硬度与强度，材料热疲劳抗力大幅上升。

附图说明

图1为本发明一种耐高温模具制造方法智能柜步骤E的烧结曲线图；

图2为采用本方法制造的模具在1000x下的金相图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一：

一种轧辊，按质量百分比包括以下组份：NbC粉70wt％、Ni粉25wt％和Mo₂C粉5wt％。

实施例二：

一种轧辊，按质量百分比包括以下组份：NbC粉84wt％、Ni粉15wt％和Mo₂C粉1wt％。

实施例三：

一种轧辊，按质量百分比包括以下组份：NbC粉77wt％、Ni粉20wt％和Mo₂C粉3wt％。

上述三个实施例中，所述NbC粉的纯度≥99.5％，费式粒度<1.5um；Ni粉的纯度≥99.99％，费式粒度＜2um；Mo₂C粉的纯度≥99.99％，费式粒度＜1.5um。

采用上述三个实施例的轧辊配方的制备方法为：依次包括以下步骤：

A、配料：将NbC粉、Ni粉和Mo2C粉混合均匀；

B、球磨入蜡：将石蜡和油酸倒入球磨机，石蜡按配料总质量的2.7％加入，油酸按配料总质量的0.1％加入，石蜡和油酸球磨时间半小时，混合均匀后，再将步骤A中配好的配料和酒精倒入球磨机，酒精按配料质量每公斤加入260g加入，球磨时间24～36小时；采用球磨入蜡，酒精纯度＞99％，蜡比按1.8～3.0％控制，该蜡比范围可以增加粉末粘性，方便压制性能，提高压坯强度，在球磨时同时加入石蜡的工艺可以让蜡与粉末混合更均匀，球磨时间控制在36～48h，该球磨时间是为了保证粉料充分混合均匀。

C、喷雾制粒：将步骤B得到的物料用250目筛网卸料，转入喷雾塔，供料压力控制在1Kpa，喷料出口温度控制在95℃±10℃，制得流动性为15s，松比为2.0g/cm³的粒子；采用喷雾干燥制粒，粉料在干燥制粒过程中处于一个封闭的循环回路之中，不易产生氧化，并且粉料从粉状变为粒子状。宏观效果就是粉料性能及收缩一致性更好，流动性更好，更利于压制。

D、压制成型：将步骤C得到粒子放入模具中压制成型，根据产品尺寸和收缩率，将制粒的粉料倒入相应的模具进行压制成型，收缩系数按1.24设置，再用车床将压坯尺寸进一步修坯；

E、烧结：将步骤D得到的坯料放入烧结炉内烧结，烧结温度与时间关系如图1所示，具体为：120分钟加热至320摄氏度，保温60分钟，然后90分钟加热至450摄氏度，保温60分钟，再90分钟加热至700摄氏度，保温60分钟，再120分钟加热至1100摄氏度，保温60分钟，再90分钟加热至1350摄氏度，保温60分钟，再60分钟加热至1380摄氏度，保温30分钟，再30分钟加热至1390摄氏度，保温30分钟，然后自然冷却。

该工艺下可获得比重7.9g/cm³左右，硬度HRA88左右，抗弯强度TRS1400MPa左右的轧辊产品。物性如下表：

序号	收缩率	硬度(HRA)	密度(g/cm<sup>3</sup>)	抗弯强度(MPa)
					1	1.244	88	7.932	1308
2	1.244	88.1	7.936	1413
					3	1.244	88.2	7.92	1378
4	1.244	88	7.936	1453
					5	1.244	88	7.931	1252
6	1.244	88.1	7.931	1305

如图2所示，为采用本发明配方及制备方法得到的轧辊在1000X下的金相图片，根据金相图片及试块物性，可认为该工艺下生产的NbC产品一致性较好。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。