专利名称：药芯焊丝、制作热卷箱弯曲辊的方法和热卷箱弯曲辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及热轧设备，具体地，涉及一种药芯焊丝，使用该药芯焊丝制作热卷箱弯曲辊的方法，以及通过该方法制得和热卷箱弯曲辊。
背景技术：
热卷箱弯曲辊是热轧板生产线上的重要部件，用于将粗轧以后的板带卷曲成卷， 从而将成卷的板带搬运到精轧设备，然后通过精轧设备展开并精轧。现有技术中，通常采用硬度在HRC35左右的不锈钢或低碳低合金钢焊料来堆焊弯曲辊的表面，以保持一定的耐磨性和耐热性。但是，由于在将板带卷曲成卷的过程中板带不是以完全与弯曲辊的辊面平行的角度被卷曲，而是以稍微向外凸起的形态被卷，因而板带的宽度方向的两侧和弯曲辊接触时不是180°，而是小于180°。因此，板带的两侧部分对弯曲辊有轻微的切削作用，特别是板带两侧和弯曲辊接触时容易将辊面拉毛，也就是将弯曲辊的金属粘到板带上，产生粘肉现象。另外，当轧制强度较高的钢带时，由于这种钢带的物理性质和弯曲辊表面堆焊的材料接近，因而更容易粘肉。粘肉不仅影响卷曲的板带的表面质量，而且弯曲辊因为损失了耐热、耐磨的表面堆焊层而降低了使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够减少粘肉并提高使用寿命和板带表面质量的制作热卷箱弯曲辊的方法和热卷箱弯曲辊。为了实现上述目的，本发明提供一种药芯焊丝，该药芯焊丝的成分的重量百分比为 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、余量为 Fe。此外，本发明还提供一种制作热卷箱弯曲辊的方法，该方法包括步骤(a):制作辊芯；步骤(b):在所述辊芯的工作段外表面上堆焊打底层；步骤(C):在所述打底层上堆焊工作层以得到热卷箱弯曲辊，其中堆焊该工作层使用的药芯焊丝为本发明的药芯焊丝；步骤(d):对所述热卷箱弯曲辊进行去应力退火。优选地，在步骤(a)中，通过锻造40Cr、40CrMo、40CrV、40CrMn、40CrNi、30CrMo 和35CrMo中的任意一种制作所述棍芯。优选地，在步骤(b)中，堆焊所述打底层使用的焊丝的为H08、H08A和H08Mn2Si中的任意一种。优选地，所述打底层的厚度为2 4mm。优选地，在步骤(d)中，退火温度为550 600°C，退火时间为5 8h。优选地，在步骤(C)中，在所述堆焊层的厚度为5 8mm。本发明还提供一种由本发明的制作热卷箱弯曲辊的方法制成的热卷箱弯曲辊。通过上述技术方案，可以在热卷箱弯曲辊的表面形成含有Cr、Al、Si、稀土元素等成分的堆焊层，从而能够提高热卷箱弯曲辊的表面耐磨性和抗氧化性，具体表现为提高了热卷箱弯曲辊的使用寿命。具体地铬是用于制作热卷箱弯曲辊的耐热钢中极其重要的合金元素，能在钢表面形成一层致密的Cr2O3膜。Cr2O3膜能在一定程度上阻止氧、硫、氮等腐蚀性气体向钢中扩散，也能阻碍金属原子向外扩散，并且在一定的温度范围内还能形成一层保护性良好的尖晶石型的复合保护膜。通过在含镍、铬的耐热钢的表面上形成一层NiO-Cr2O3复合氧化膜，可以增强钢的抗高温氧化能力。耐热钢的抗高温氧化性能与其含铬量有一定的关系，当含铬达12%(以下均为重量百分数)时，耐热钢的抗高温氧化性能有了明显的提高；当含铬达22%左右时，在1000°C下耐热钢的抗高温氧化性能是极其良好的，此时在耐热钢的表面形成一层连续而致密的氧化膜。因此，本发明的方法中，形成堆焊层的药芯焊丝含铬量不低于12%。铝也是耐热钢中抗氧化的重要合金元素，而且比较经济。铝可以在钢表面形成一层保护性良好的Al2O3膜，其抗氧化性能优于Cr2O3膜。当含Al达到6%时，可使钢在980°C 下具有良好的抗高温氧化性能；但当含Al达到8%时，会显著降低钢的韧性和焊接性。因此，本发明的方法中，形成堆焊层的药芯焊丝含Al不超过6%。硅可以在钢表面形成一层保护性好、致密的Si2O膜。通常，钢中含硅1%左右时能显著提高钢的抗高温氧化性能。另外，硅、铝共同合金化时提高抗高温氧化性能的效果优于硅、铝单独合金化的情况。另外，稀土对提高钢的抗高温氧化性能有显著的作用，原因是(I)稀土元素可以增加基体金属与氧化膜之间的附着力，因为稀土氧化物对基体金属有“钉扎”作用；(2)稀土元素可以增加铬在钢中的扩散，有助于在钢的表面形成Cr2O3氧化膜。此外，Ti、V、Nb都有较强的细化晶粒和固溶强化能力，两种元素以上加入比单独一种加入时的效果好。其中，Ti和Al联合加入细化晶粒的效果比只有Ti强；V、Nb还有较强的沉淀强化能力，它们和Mo、W都是强碳化物形成元素，这些碳化物的高温稳定性更好，从而使堆焊层金属的晶粒尺寸小、硬度高、高温耐磨性和韧性较好。另外，钒能形成高耐磨的碳化物VC (HV为2600左右)，其硬度比Cr7C3碳化物高得多。另外，VC呈近似球状，有利于高度弥散分布，从而既减少了碳化物被划伤、击碎的可能性，又保护了基体金属，提高了材料的耐磨性。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
具体实施例方式以下对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。本发明的药芯焊丝的成分的重量百分比为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、余量为Fe。其中，所述药芯焊丝可以通过适当的方式加工，例如以一定的重量比例混合锰铁、硅铁、铬铁、钒铁、钥铁等铁合金粉末和铁粉形成所需成分的混料，然后将混料均匀紧实地装填在管状焊丝(通常是管状钢皮)内，并拉拔成规定的直径。上述加工方式是本领域技术人员公知的方式，在此不做详细说明。应该理解的是，对于给定成分的药芯焊丝，可以通过上述方式自行制备。本发明的制作热卷箱弯曲辊的方法包括步骤(a):制作辊芯；步骤(b):在所述辊芯的工作段外表面上堆焊打底层；步骤(C):在所述打底层上堆焊工作层以得到热卷箱弯曲辊，其中堆焊该工作层使用的药芯焊丝为本发明的药芯焊丝；步骤(d):对所述热卷箱弯曲辊进行去应力退火。如上所述，通过在热卷箱弯曲辊表面堆焊含有上述成分的堆焊层，可以在热卷箱 弯曲辊表面提供良好的耐磨性和抗氧化性，从而能够避免因高温和磨擦导致的粘肉。其中，可以采用各种适当的材料并通过各种适当的方式制作所述辊芯。优选地，在步骤(a)中，可以通过锻造 40Cr、40CrMo、40CrV、40CrMn、40CrNi、30CrMo 和 35CrMo 中的任意一种制作所述棍芯。打底层的作用是在基体金属和工作层之间形成过渡，并对基体金属中影响焊接效果的元素起到稀释作用。优选地，在步骤(b)中，堆焊所述打底层使用的焊丝的成分为H08、H08A和H08Mn2Si中的任意一种。更优选地，所述打底层的厚度为2 4mm。另外，优选地，在步骤⑷中，退火温度为550 600°C，退火时间为5 8h，从而消除堆焊在热卷箱弯曲辊内部形成的残余应力。此外，可以在所述辊芯表面工作段形成不同厚度的堆焊层，以满足相应的使用要求(即磨损强度)。优选地，在步骤(c)中，所述堆焊层的厚度为5 8mm。
另外，本发明还提供一种由本发明的制作热卷箱弯曲辊的方法制成的热卷箱弯曲辊。下面通过具体实施例说明本发明的方法。实施例I使用40Cr钢锻造总长度为3450mm的辊芯，其中工作段长度为1450mm，工作段直径为400mm，工作段两端其余长度为过渡段。其中，40Cr钢的成分如表I所示。表I
权利要求
1.一种药芯焊丝，其特征在于，该药芯焊丝的成分的重量百分比为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、余量为 Fe。
2.一种制作热卷箱弯曲辊的方法，该方法包括 步骤(a):制作辊芯； 步骤(b):在所述辊芯的工作段的外表面上堆焊打底层； 步骤(C):在所述打底层上堆焊工作层以得到热卷箱弯曲辊，其中堆焊该工作层使用的药芯焊丝为权利要求I所述的药芯焊丝； 步骤(d):对所述热卷箱弯曲辊进行去应力退火。
3.根据权利要求2所述的制作热卷箱弯曲辊的方法，其中，在步骤(a)中，通过锻造40Cr、40CrMo、40CrV、40CrMn、40CrNi、30CrMo 和 35CrMo 中的任意一种制作所述辊芯。
4.根据权利要求2所述的制作热卷箱弯曲辊的方法，其中，在步骤(b)中，堆焊所述打底层使用的焊丝为H)8、H08A和H08Mn2Si中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的制作热卷箱弯曲辊的方法，其中，所述打底层的厚度为2 4mm n
6.根据权利要求2所述的制作热卷箱弯曲辊的方法，其中，在步骤(d)中，退火温度为550 600°C，退火时间为5 8h。
7.根据权利要求2-6中任意一项所述的制作热卷箱弯曲辊的方法，其中，在步骤(c)中，所述堆焊层的厚度为5 8mm。
8.一种热卷箱弯曲辊,其特征在于,该热卷箱弯曲辊由权利要求2-7中任意一项所述的制作热卷箱弯曲辊的方法制成。
全文摘要
本发明公开了一种热卷箱弯曲辊及其制作方法，该方法包括制作辊芯；在辊芯的工作段外表面上堆焊打底层；在打底层上堆焊工作层；对热卷箱弯曲辊进行去应力退火；其中，堆焊工作层使用的药芯焊丝的成分的重量百分比为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、余量为Fe。通过上述技术方案，可以在热卷箱弯曲辊的表面形成含有Cr、Al、Si、稀土元素等的堆焊层，从而能够提高热卷箱弯曲辊的表面耐磨性和抗氧化性。
文档编号B21C47/02GK102744528SQ20111010287
公开日2012年10月24日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者何藩, 刘勇, 孟瑜, 宋和平, 方淑芳, 李强, 林剑东, 谢永琴, 陈亮, 黄平 申请人:攀枝花钢铁有限责任公司机械制造分公司, 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司, 攀钢集团研究院有限公司, 攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司