專利名稱：藥芯焊絲、制作熱卷箱彎曲輥的方法和熱卷箱彎曲輥的制作方法
技術領域：
本發明涉及熱軋設備，具體地，涉及一種藥芯焊絲，使用該藥芯焊絲制作熱卷箱彎曲輥的方法，以及通過該方法制得和熱卷箱彎曲輥。
背景技術：
熱卷箱彎曲輥是熱軋板生產線上的重要部件，用于將粗軋以后的板帶卷曲成卷， 從而將成卷的板帶搬運到精軋設備，然后通過精軋設備展開并精軋。現有技術中，通常采用硬度在HRC35左右的不銹鋼或低碳低合金鋼焊料來堆焊彎曲輥的表面，以保持一定的耐磨性和耐熱性。但是，由于在將板帶卷曲成卷的過程中板帶不是以完全與彎曲輥的輥面平行的角度被卷曲，而是以稍微向外凸起的形態被卷，因而板帶的寬度方向的兩側和彎曲輥接觸時不是180°，而是小于180°。因此，板帶的兩側部分對彎曲輥有輕微的切削作用，特別是板帶兩側和彎曲輥接觸時容易將輥面拉毛，也就是將彎曲輥的金屬粘到板帶上，產生粘肉現象。另外，當軋制強度較高的鋼帶時，由于這種鋼帶的物理性質和彎曲輥表面堆焊的材料接近，因而更容易粘肉。粘肉不僅影響卷曲的板帶的表面質量，而且彎曲輥因為損失了耐熱、耐磨的表面堆焊層而降低了使用壽命。
發明內容
本發明的目的是提供一種能夠減少粘肉并提高使用壽命和板帶表面質量的制作熱卷箱彎曲輥的方法和熱卷箱彎曲輥。為了實現上述目的，本發明提供一種藥芯焊絲，該藥芯焊絲的成分的重量百分比為 0. 16 0. 6 % C、0. 5 I. I % Mn、0. 5 I. 9 % Si、13. 5 28. 0 % Cr,2 6 % V、2 10% NiU 8% Mo、0. 05 0. 5% N b、0. 05 0. 5% Ti、0. 5 3% W、1 6% A1、0. 02
0.5% RE、0 0. 03% S、0 0. 03% P、余量為 Fe。此外，本發明還提供一種制作熱卷箱彎曲輥的方法，該方法包括步驟(a):制作輥芯；步驟(b):在所述輥芯的工作段外表面上堆焊打底層；步驟(C):在所述打底層上堆焊工作層以得到熱卷箱彎曲輥，其中堆焊該工作層使用的藥芯焊絲為本發明的藥芯焊絲；步驟(d):對所述熱卷箱彎曲輥進行去應力退火。優選地，在步驟(a)中，通過鍛造40Cr、40CrMo、40CrV、40CrMn、40CrNi、30CrMo 和35CrMo中的任意一種制作所述棍芯。優選地，在步驟(b)中，堆焊所述打底層使用的焊絲的為H08、H08A和H08Mn2Si中的任意一種。優選地，所述打底層的厚度為2 4mm。優選地，在步驟(d)中，退火溫度為550 600°C，退火時間為5 8h。優選地，在步驟(C)中，在所述堆焊層的厚度為5 8mm。本發明還提供一種由本發明的制作熱卷箱彎曲輥的方法制成的熱卷箱彎曲輥。通過上述技術方案，可以在熱卷箱彎曲輥的表面形成含有Cr、Al、Si、稀土元素等成分的堆焊層，從而能夠提高熱卷箱彎曲輥的表面耐磨性和抗氧化性，具體表現為提高了熱卷箱彎曲輥的使用壽命。具體地鉻是用于制作熱卷箱彎曲輥的耐熱鋼中極其重要的合金元素，能在鋼表面形成一層致密的Cr2O3膜。Cr2O3膜能在一定程度上阻止氧、硫、氮等腐蝕性氣體向鋼中擴散，也能阻礙金屬原子向外擴散，并且在一定的溫度范圍內還能形成一層保護性良好的尖晶石型的復合保護膜。通過在含鎳、鉻的耐熱鋼的表面上形成一層NiO-Cr2O3復合氧化膜，可以增強鋼的抗高溫氧化能力。耐熱鋼的抗高溫氧化性能與其含鉻量有一定的關系，當含鉻達12%(以下均為重量百分數)時，耐熱鋼的抗高溫氧化性能有了明顯的提高；當含鉻達22%左右時，在1000°C下耐熱鋼的抗高溫氧化性能是極其良好的，此時在耐熱鋼的表面形成一層連續而致密的氧化膜。因此，本發明的方法中，形成堆焊層的藥芯焊絲含鉻量不低于12%。鋁也是耐熱鋼中抗氧化的重要合金元素，而且比較經濟。鋁可以在鋼表面形成一層保護性良好的Al2O3膜，其抗氧化性能優于Cr2O3膜。當含Al達到6%時，可使鋼在980°C 下具有良好的抗高溫氧化性能；但當含Al達到8%時，會顯著降低鋼的韌性和焊接性。因此，本發明的方法中，形成堆焊層的藥芯焊絲含Al不超過6%。硅可以在鋼表面形成一層保護性好、致密的Si2O膜。通常，鋼中含硅1%左右時能顯著提高鋼的抗高溫氧化性能。另外，硅、鋁共同合金化時提高抗高溫氧化性能的效果優于硅、鋁單獨合金化的情況。另外，稀土對提高鋼的抗高溫氧化性能有顯著的作用，原因是(I)稀土元素可以增加基體金屬與氧化膜之間的附著力，因為稀土氧化物對基體金屬有“釘扎”作用；(2)稀土元素可以增加鉻在鋼中的擴散，有助于在鋼的表面形成Cr2O3氧化膜。此外，Ti、V、Nb都有較強的細化晶粒和固溶強化能力，兩種元素以上加入比單獨一種加入時的效果好。其中，Ti和Al聯合加入細化晶粒的效果比只有Ti強；V、Nb還有較強的沉淀強化能力，它們和Mo、W都是強碳化物形成元素，這些碳化物的高溫穩定性更好，從而使堆焊層金屬的晶粒尺寸小、硬度高、高溫耐磨性和韌性較好。另外，釩能形成高耐磨的碳化物VC (HV為2600左右)，其硬度比Cr7C3碳化物高得多。另外，VC呈近似球狀，有利于高度彌散分布，從而既減少了碳化物被劃傷、擊碎的可能性，又保護了基體金屬，提高了材料的耐磨性。本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式
部分予以詳細說明。
具體實施例方式以下對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。本發明的藥芯焊絲的成分的重量百分比為0. 16 0.6% C、0. 5 I. l%Mn、0. 5
I.9% Si、13. 5 28. 0% Cr,2 6% V、2 10% NiU 8% Mo、0. 05 0. 5% Nb、0. 05 0. 5% Ti、0. 5 3% W、1 6% A1、0. 02 0. 5% RE、0 0. 03% S、0 0. 03% P、余量為Fe。其中，所述藥芯焊絲可以通過適當的方式加工，例如以一定的重量比例混合錳鐵、硅鐵、鉻鐵、釩鐵、鑰鐵等鐵合金粉末和鐵粉形成所需成分的混料，然后將混料均勻緊實地裝填在管狀焊絲(通常是管狀鋼皮)內，并拉拔成規定的直徑。上述加工方式是本領域技術人員公知的方式，在此不做詳細說明。應該理解的是，對于給定成分的藥芯焊絲，可以通過上述方式自行制備。本發明的制作熱卷箱彎曲輥的方法包括步驟(a):制作輥芯；步驟(b):在所述輥芯的工作段外表面上堆焊打底層；步驟(C):在所述打底層上堆焊工作層以得到熱卷箱彎曲輥，其中堆焊該工作層使用的藥芯焊絲為本發明的藥芯焊絲；步驟(d):對所述熱卷箱彎曲輥進行去應力退火。如上所述，通過在熱卷箱彎曲輥表面堆焊含有上述成分的堆焊層，可以在熱卷箱 彎曲輥表面提供良好的耐磨性和抗氧化性，從而能夠避免因高溫和磨擦導致的粘肉。其中，可以采用各種適當的材料并通過各種適當的方式制作所述輥芯。優選地，在步驟(a)中，可以通過鍛造 40Cr、40CrMo、40CrV、40CrMn、40CrNi、30CrMo 和 35CrMo 中的任意一種制作所述棍芯。打底層的作用是在基體金屬和工作層之間形成過渡，并對基體金屬中影響焊接效果的元素起到稀釋作用。優選地，在步驟(b)中，堆焊所述打底層使用的焊絲的成分為H08、H08A和H08Mn2Si中的任意一種。更優選地，所述打底層的厚度為2 4mm。另外，優選地，在步驟⑷中，退火溫度為550 600°C，退火時間為5 8h，從而消除堆焊在熱卷箱彎曲輥內部形成的殘余應力。此外，可以在所述輥芯表面工作段形成不同厚度的堆焊層，以滿足相應的使用要求(即磨損強度)。優選地，在步驟(c)中，所述堆焊層的厚度為5 8mm。
另外，本發明還提供一種由本發明的制作熱卷箱彎曲輥的方法制成的熱卷箱彎曲輥。下面通過具體實施例說明本發明的方法。實施例I使用40Cr鋼鍛造總長度為3450mm的輥芯，其中工作段長度為1450mm，工作段直徑為400mm，工作段兩端其余長度為過渡段。其中，40Cr鋼的成分如表I所示。表I
權利要求
1.一種藥芯焊絲，其特征在于，該藥芯焊絲的成分的重量百分比為0. 16 0. 6% C、0.5 I. 1% Mn、0. 5 I. 9% Si、13. 5 28. 0% Cr,2 6% V、2 10% NiU 8% Mo、0.05 0. 5% Nb、0. 05 0. 5% Ti、0. 5 3% W、1 6% A1、0. 02 0. 5% RE、0 0. 03%S、0 0. 03% P、余量為 Fe。
2.一種制作熱卷箱彎曲輥的方法，該方法包括 步驟(a):制作輥芯； 步驟(b):在所述輥芯的工作段的外表面上堆焊打底層； 步驟(C):在所述打底層上堆焊工作層以得到熱卷箱彎曲輥，其中堆焊該工作層使用的藥芯焊絲為權利要求I所述的藥芯焊絲； 步驟(d):對所述熱卷箱彎曲輥進行去應力退火。
3.根據權利要求2所述的制作熱卷箱彎曲輥的方法，其中，在步驟(a)中，通過鍛造40Cr、40CrMo、40CrV、40CrMn、40CrNi、30CrMo 和 35CrMo 中的任意一種制作所述輥芯。
4.根據權利要求2所述的制作熱卷箱彎曲輥的方法，其中，在步驟(b)中，堆焊所述打底層使用的焊絲為H)8、H08A和H08Mn2Si中的任意一種。
5.根據權利要求4所述的制作熱卷箱彎曲輥的方法，其中，所述打底層的厚度為2 4mm n
6.根據權利要求2所述的制作熱卷箱彎曲輥的方法，其中，在步驟(d)中，退火溫度為550 600°C，退火時間為5 8h。
7.根據權利要求2-6中任意一項所述的制作熱卷箱彎曲輥的方法，其中，在步驟(c)中，所述堆焊層的厚度為5 8mm。
8.一種熱卷箱彎曲輥,其特征在于,該熱卷箱彎曲輥由權利要求2-7中任意一項所述的制作熱卷箱彎曲輥的方法制成。
全文摘要
本發明公開了一種熱卷箱彎曲輥及其制作方法，該方法包括制作輥芯；在輥芯的工作段外表面上堆焊打底層；在打底層上堆焊工作層；對熱卷箱彎曲輥進行去應力退火；其中，堆焊工作層使用的藥芯焊絲的成分的重量百分比為0.16～0.6％C、0.5～1.1％Mn、0.5～1.9％Si、13.5～28.0％Cr、2～6％V、2～10％Ni、1～8％Mo、0.05～0.5％Nb、0.05～0.5％Ti、0.5～3％W、1～6％Al、0.02～0.5％RE、0～0.03％S、0～0.03％P、余量為Fe。通過上述技術方案，可以在熱卷箱彎曲輥的表面形成含有Cr、Al、Si、稀土元素等的堆焊層，從而能夠提高熱卷箱彎曲輥的表面耐磨性和抗氧化性。
文檔編號B21C47/02GK102744528SQ20111010287
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月22日 優先權日2011年4月22日
發明者何藩, 劉勇, 孟瑜, 宋和平, 方淑芳, 李強, 林劍東, 謝永琴, 陳亮, 黃平 申請人:攀枝花鋼鐵有限責任公司機械制造分公司, 攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團研究院有限公司, 攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司