一种硼化物强化高速钢复合轧辊制备方法与流程

1.本发明公开了一种高速钢复合轧辊制备方法，特别涉及一种硼化物强化高速钢复合轧辊制备方法，属于轧钢技术领域。


技术实现要素：

2.在轧钢生产中，轧辊使用非常广泛，且更换频繁、用量大。由于轧辊工作条件非常严酷，需要长时间承受轧制型材高温、热冲击和高速摩擦磨损等因素的影响，所以用传统材料(如高铬铸铁、球墨铸铁、镍硬铸铁、高合金钢等)所制成的轧辊经常因磨损、粘钢等原因失效。高铬铸铁和镍硬铸铁虽硬度高、耐磨性能好，但由于材料脆性大导致发生断裂。球墨铸铁的耐磨性和抗热冲击性能均较差，不能满足使用要求而被淘汰。高合金钢尽管室温下具有高硬度，但是在高温下会发生退火现象，且由于材料本身不存在高硬度的硬质相，所以耐磨性能大幅下降。
3.为了提高轧辊耐磨性，近年来，国内外开发了性能优异的高碳高钒高速钢轧辊。中国发明专利cn105033227a公开了一种高钒高速钢复合轧辊的制造方法，包括采用离心浇注方法浇注辊身外层，然后采用合箱浇注方法浇注辊身芯部铁水，其特征在于：浇注完辊身外层高钒高速钢水后，往辊身外层型腔内持续通入惰性气体，当高钒高速钢外层温度达到1220～1280℃时停止离心机转动，同时停止惰性气体吹入，然后进行合箱浇注辊身芯部铁水。合箱浇注方法浇注辊身芯部铁水是将浇注好外层高钒高速钢的辊身模型与辊颈模型、底箱进行合箱形成铸型箱，铸型箱底部连接溢流管；先从铸型箱的上部浇口向铸型箱内浇注过渡层铁水，直至填满铸型箱、从溢流管流出后停止浇注，然后从铸型箱的上部浇口向铸型箱内继续浇注芯部铁水，直至芯部铁水将过渡层铁水全部顶出后停止浇注。所述外层高钒高速钢的化学成分及重量百分比为1.2～2.2c、3.0～4.5cr、0.2～1.2ni、 1.5～5.0mo、6.0～9.0v、1.0～2.5w、1.0～3.0nb、0.05～0.1re、p≤0.04、s≤0.04、 mn≤0.5、0.6～2.0si，其余为fe。中国发明专利cn107891138a还公开了一种用于制作金属瓦楞板的超高钒高速钢轧辊的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：
4.步骤一：确定化学成分：该用于制作金属瓦楞板的超高钒高速钢压辊的外层、中间层、辊颈的化学成分为：外层化学成分c：3.0-3.6％；si：0.5-1.5％；mn：0.3-0.5％； cr：2.0-4.0％；mo：3.0-5.0％；v：11.0-13.0％；co：0.3-0.5％；b：0.5-0.6％； p≤0.035％；s≤0.03％；中间层化学成分c：1.0-1.5％；si：1.0-1.5％；mn：0.5-1.6％； cr≤0.3％；mo：0.2-0.5％；ni：0.5-1.6％；辊颈化学成分c：2.5-2.8％；si：2.0-3.0％； mn：0.5-1.0％；cr≤0.2％；mo：0.1-0.4％；ni：1.5-2.0％；mg≥0.03％；余量为 fe及少量残余元素；步骤二：浇注；采用离心浇注，浇注过程采用钢水防氧化剂全覆盖铁水表面；采用陶瓷过滤网过滤钢水内细小非金属夹杂和未溶合金氧化物颗粒；步骤三：冷开箱中温热处理：冷开箱粗车辊身，800℃-850℃中温处理，保温5h，风冷至常温。中国发明专利cn101240403a还公开了一种高速钢复合轧辊，其特征在于：复合轧辊的外层材料为高速钢，中间层材料为球墨铸铁原铁水或石墨半钢，轧辊芯部材料为球墨铸铁。高速钢选用高钼高钒铸造高速钢，按重量百分比
计，其成分为：c1.2～2.8％，si0.2～1.0％，mn0.2～1.0％，ni0.3～ 1.2％，cr3.0～6.0％，mo5.0～10.0％，v5.0～12.0％，al0.1～0.7％，p≤0.025％， s≤0.025％，其余为铁。中间层材料采用球墨铸铁原铁水或石墨半钢；按重量百分比计，石墨半钢成分为：c1.0～2.0％，si 1.2～3.0％，mn0.1～1.0％，ni0.2～ 0.8％，p≤0.05％，s≤0.05％，其余为铁和不可避免的杂质元素。中国发明专利 cn101037760a还公开了一种高碳高钒高速钢复合轧辊，制得的该高碳高钒高速钢轧辊外层的化学成分及其重量百分比为：c：1.8％～3.0％，v：3.0％～6.0％， cr：4.0％～6.0％，mo：3.0％～6.0％，w：1.0％～3.0％，nb：1.0％～5.0％， co：1.0％～5.0％，si＜1.0％，mn＜1.5％，p＜0.04％，s＜0.04％，y：0.05％～ 0.20％，ti：08％～0.25％，mg：0.03％～0.12％，zr：0.04％～0.18％，te：0.02％～ 0.12％，余量为fe，化学成分的总和为100％。其制备利用电炉熔炼，采用离心铸造方法铸造成形，热处理包括淬火和回火处理。高速钢轧辊的硬度和强度高、韧性和耐磨性好，且具有良好的抗热疲劳能力。中国发明专利cn112808975a 还公开了一种两层复合高速钢轧辊，其特征在于：包括工作层和芯部，工作层为高钒高钼高铬高速钢，采用如下质量百分比的组成制成：c：1.2-2.4％，si0.1-1.5％， mn0.3-1.5％，v4.0-10.0％，mo4.0-10.0％，cr3.0-8.0％，p＜0.05％、s＜0.03％，余量为fe及不可避免的杂质；芯部为球墨铸铁，采用如下质量百分比的组成制成：c3.2-3.8％、si1.8-2.2％、mn＜0.8％、p＜0.05％、s＜0.02％、mg0.03-0.06％、re0.01-0.03％，v＜0.1％，cr＜0.1％，mo＜0.1％，余量为fe及不可避免的杂质。钒元素加入高速钢轧辊中，易生成高硬度的mc型碳化物，促进轧辊耐磨性的大幅度提高。但是，高速钢轧辊中钒元素的大量加入，会明显增加轧辊制造成本。另外，钒元素密度小，在离心铸造条件下，由于离心力的作用，会富集在轧辊内表层，轧辊中钒元素出现严重偏析，导致轧辊硬度不均匀，反而降低轧辊耐磨性。
5.堆焊材料虽然能提高轧辊使用寿命，但堆焊设备昂贵，堆焊一次，其寿命增加不大。高合金粉末冶金液相烧结方法在国内外已有大量报道，但研究尚不成熟，该方法制备的复合材料，其合金成分在基体中难以分布均匀、可控性差，且由于添加了表面活性剂，使得材料组织中出现大量气孔等缺陷。硼化物具有硬度高，高温稳定性好等特点，加入高速钢中，有望提高高速钢耐磨性。中国发明专利 cn110257688a公开了一种含硼化物粉末高速钢，其特征在于，所述复合材料相对密度＞99％，硬度为65.5～69.4hrc；复合材料的基体为m2粉末高速钢，其成分质量百分比为c0.80～0.90％，si0.30～0.40％，mn0.25～0.32％，w5.00～ 5.50％，mo4.90～5.10％，cr3.80～4.20％，v1.80～2.20％，余量fe及不可避免的杂质；硼化物粉末作为外加质点均匀弥散分布于基体中，硼化物粉末的添加量质量分数为0.2％～0.5％。含硼化物粉末高速钢制备方法，其特征在于，具体包括：(1)真空熔炼：将废钢和铬铁在真空感应炉中熔化，钢水成分质量百分比为 c0.80～0.90％，si0.30～0.40％，mn0.25～0.32％，w5.00～5.50％，mo4.90～ 5.10％，cr3.80～4.20％，v1.80～2.20％，余量为fe及不可避免的杂质，钢水终点温度为1600℃～1670℃；(2)含硼化物高速钢粉末制备：在雾化制粉中，雾化介质为高压气体和硼化物粉末的混合物，在气粉共同雾化下制得硼化物粉末均匀分散的高速钢粉末；高压气体是n2或ar，其压力为2～4mpa；硼化物粉末是 b4c、fe2b、bn、lab6、nib和crb中的一种或几种混合物；硼化物粉末粒度为d50≤2μm，其中硼化物颗粒小于200nm粉末的体积百分数为10％～20％；(3) 成型：采用冷等静压成型将上述含硼化物高速钢粉末压坯，冷等静压压力为 300～400mpa，保压时间为10～20min；(4)烧
结：含硼化物高速钢粉末压坯在真空条件下烧结，真空度小于2pa，烧结温度为1100℃～1150℃，并保温30～60min，冷却后获得高速钢坯体；(5)热处理：采用850℃～880℃退火，炉冷3～4h作为预备处理，淬火温度1050℃～1150℃，5～15min油冷，回火温度550℃～560℃，回火3次，每次空冷1～1.5h。但是，采用上述方法，制造含硼化物高速钢，工艺非常复杂，生产效率低，制造成本极高。
[0006][0007]
本发明的目的是在废旧w6mo5cr4v2高速钢(亦称m2高速钢)和m2高速钢钢屑中，加入硼化物颗粒，在离心铸造条件下，实现硼化物颗粒在高速钢中的均匀分布，获得硼化物颗粒与高速钢基体结合牢靠，耐磨性优异的硼化物强化高速钢复合轧辊。
[0008]
一种硼化物强化高速钢复合轧辊的具体制备工艺步骤如下：
[0009]
①
先用钢屑打包机将m2高速钢钢屑打包成25-40mm
×
25-40mm
×ꢀ
25-40mm的m2高速钢屑块，并用m2高速钢屑块、废旧m2高速钢、碳素铬铁和金属铝作为炉料，m2高速钢屑块、废旧m2高速钢、碳素铬铁和金属铝的加入质量分数分别为55-58％、36-39％、4.7-5.0％、1.3-1.5％，总质量分数为100％；然后将质量分数36-39％的废旧m2高速钢和4.7-5.0％的碳素铬铁，置于中频感应电炉内，混合加热熔化；待废旧m2高速钢、碳素铬铁全部熔化后，先加入质量分数55-58％的m2高速钢屑块，熔化后升温至1645-1668℃，加入质量分数 1.3-1.5％的金属铝，保温4-5分钟后，出炉到浇注包；
[0010]
②
浇注包内的钢水经静置、扒渣后，当钢水温度降至1522-1537℃，将钢水浇入高速旋转的铸型内，铸型转速650-750rpm，铸型温度为180-260℃，铸型内涂敷了厚度为1.5-2.8mm的锆英粉涂料；铸型的化学组成及其质量分数为： 0.21-0.28％c,0.31-0.39％si,0.26-0.37％mn,0.17-0.24％mo,1.55-1.70％ni, 0.66-0.75％cr,0.043-0.084％ti,o≤12ppm,n≤60ppm,h≤1.0ppm, 0.027-0.043％ce,0.015-0.038％la,0.002-0.005％b,0.008-0.014％al,0.15-0.22％v, 《0.025％s,《0.030％p,余量fe；铸型壁厚150-220mm；钢水浇注过程中，随钢水流加入占进入铸型内钢水质量分数6.2-6.6％的tib2颗粒；tib2颗粒尺寸 4.0-9.0μm，tib2颗粒表面涂覆了厚度为0.5-1.0μm的镁镍合金；镁镍合金的化学组成及质量分数为36-38％的镁和62-64％的镍；钢水全部进入铸型后，将铸型转速提高至1080-1120rpm，并喷水冷却铸型8-10分钟，使铸型表面温度控制在280℃以下，钢水全部凝固后停机取出铸件，获得高速钢辊套毛坯；
[0011]
③
高速钢辊套毛坯经粗加工后，随炉加热至950-980℃，保温1-2小时后，出炉风冷至350-420℃；继续入炉加热至500-530℃，保温8-10小时后，出炉空冷至280-350℃；重新入炉加热至480-495℃，保温10-12小时，炉冷至温度 350-390℃，出炉，并与高强度中碳低合金钢辊芯过盈配合于一体，过盈量为 0.12-0.15mm；最后精加工至规定尺寸和精度，即可获得硼化物强化高速钢复合轧辊。
[0012]
如上所述m2高速钢(包括m2高速钢钢屑、废旧m2高速钢)的化学成分及质量分数是：0.80～0.90％,0.20～0.45％si,0.15～0.40％mn,≤0.030％s, ≤0.030％p,3.80～4.40％cr,≤0.30％ni,≤0.25％cu,1.75～2.20％v,4.50～5.50％mo, 5.50～6.75％w,余量为fe和其他不可避免的杂质。
[0013]
如上所述碳素铬铁的化学成分质量分数为：62.15～66.33％的cr，7.09～7.60％的c，2.37～2.95％的si，余量为fe。
[0014]
本发明一种硼化物强化高速钢复合轧辊制备方法，具体制备工艺步骤是，采用价格低廉的废旧w6mo5cr4v2高速钢(亦称m2高速钢)和m2高速钢钢屑，作为主要原料，m2高速钢(包括m2高速钢钢屑、废旧m2高速钢)的化学成分及质量分数是：0.80～0.90％,0.20～0.45％si,0.15～0.40％mn,≤0.030％s, ≤0.030％p,3.80～4.40％cr,≤0.30％ni,≤0.25％cu,1.75～2.20％v,4.50～5.50％mo, 5.50～6.75％w,余量为fe和其他不可避免的杂质。但是，仅使用m2高速钢制造轧辊，即使采用高温淬火和油淬快冷等措施，使硬度可以达到66-68hrc。由于m2高速钢轧辊中抗磨硬质相数量少，在轧钢过程中，由于轧辊与炽热钢材发生严酷的高温磨损，轧辊耐磨性差，导致轧辊使用寿命短。
[0015]
本发明m2高速钢中，还加入碳素铬铁和金属铝，m2高速钢屑块、废旧 m2高速钢、碳素铬铁和金属铝的加入质量分数分别为55-58％、36-39％、4.7-5.0％、 1.3-1.5％，总质量分数为100％。加入质量分数1.3-1.5％的金属铝，除了起脱氧作用外，铝还有使网状的m2c碳化物实现断网和孤立分布的作用，显著提高高速钢轧辊强韧性。另外，铝的加入还可以明显提高轧辊抗高温氧化性能。加入 4.7-5.0％的碳素铬铁，而碳素铬铁的化学成分质量分数为：62.15～66.33％的cr， 7.09～7.60％的c，2.37～2.95％的si，余量为fe，碳素铬铁中含有较多的碳元素和铬元素，可以显著增加高速钢中抗磨硬质相碳化物的数量，提高高速钢轧辊耐磨性。另外，铬加入量增加，可以进一步提高轧辊的搞高温氧化能力。铬和碳元素的增加，可以降低高速钢的奥氏体化温度，大幅度降低高速钢轧辊淬火温度，提高生产效率。
[0016]
本发明为了减少元素烧损，提高生产效率，先用钢屑打包机将m2高速钢钢屑打包成25-40mm
×
25-40mm
×
25-40mm的m2高速钢屑块，并用m2高速钢屑块、废旧m2高速钢、碳素铬铁和金属铝作为炉料。m2高速钢屑块、废旧m2 高速钢、碳素铬铁和金属铝的加入质量分数分别为55-58％、36-39％、4.7-5.0％、 1.3-1.5％，总质量分数为100％。本发明先将质量分数36-39％的废旧m2高速钢和4.7-5.0％的碳素铬铁，置于中频感应电炉内，混合加热熔化。待废旧m2高速钢、碳素铬铁全部熔化后，先加入质量分数55-58％的m2高速钢屑块，可以显著提高m2高速钢屑块的合金元素收得率。熔化后升温至1645-1668℃，加入质量分数1.3-1.5％的金属铝，保温4-5分钟后，出炉到浇注包。
[0017]
浇注包内的钢水经静置、扒渣后，当钢水温度降至1522-1537℃，将钢水浇入高速旋转的铸型内，铸型转速650-750rpm，铸型温度为180-260℃，铸型内涂敷了1.5-2.8mm的锆英粉涂料。铸型内涂敷1.5-2.8mm的锆英粉涂料，主要是确保轧辊易于从铸型中脱模，防止轧辊与铸型黏连。此外，铸型内涂敷1.5-2.8mm 的锆英粉涂料，还可以减轻钢水对铸型的热冲击，有利于提高铸型使用寿命。本发明为了提高高速钢轧辊耐磨性，首先需要选用生产效率高，工艺简便的离心铸造方法。使高速钢钢水在离心力作用下凝固成型，有利于获得致密的高速钢轧辊组织。为了进一步提高高速钢轧辊耐磨性，本发明在高速钢钢水浇注过程中，随钢水流加入占进入铸型内钢水质量分数6.2-6.6％的tib2颗粒，tib2颗粒尺寸 4.0-9.0μm。tib2的熔点是2980℃，加入钢水中不会熔化。tib2有很高的硬度，达到3200hv左右，凝固后分布于高速钢轧辊中，会显著提高高速钢轧辊耐磨性。但是tib2的密度低，与钢水相比密度差大，在离心力作用下，如果不采取措施，会发生偏析，富集于轧辊内层，达不到明显提高轧辊耐磨性的目的。此外，tib2颗粒尺寸只有4.0-9.0μm，直接加入钢水中易出现团聚，不利于提高高速钢轧辊耐磨性。
[0018]
本发明在tib2颗粒加入钢水之前，先在tib2颗粒表面涂覆了厚度0.5-1.0μm 的镁镍(mg-ni)合金；镁镍合金的化学组成及质量分数为36-38％的镁和62-64％的镍。利用镁镍合金中镁元素沸点低的特点，(镁元素的熔点651℃，沸点1107℃)，mg-ni合金加入高速钢钢水中可以作为引爆剂，会对高速钢钢水进行剧烈搅拌，促使mg-ni包覆的tib2颗粒在高速钢钢水中实现均匀分布。为了提高高速钢轧辊的致密度，钢水全部进入铸型后，将铸型转速由650-750rpm迅速提高至 1080-1120rpm。为了消除离心力引起的tib2颗粒发生偏析，钢水浇注完毕后，立即喷水冷却铸型8-10分钟，使铸型表面温度控制在280℃以下，钢水全部凝固后停机取出铸件，获得高速钢辊套毛坯。但是，采用普通铸型高温下用水激冷，铸型极易开裂，严重影响高速钢轧辊的正常生产，并出现严重的生产安全隐患。
[0019]
本发明铸型的化学组成及其质量分数为：0.21-0.28％c,0.31-0.39％si, 0.26-0.37％mn,0.17-0.24％mo,1.55-1.70％ni,0.66-0.75％cr,0.043-0.084％ti,o≤ 12ppm,n≤60ppm,h≤1.0ppm,0.027-0.043％ce,0.015-0.038％la, 0.002-0.005％b,0.008-0.014％al,0.15-0.22％v,《0.025％s,《0.030％p,余量fe。铸型壁厚150-220mm。铸型中加入0.17-0.24％mo,1.55-1.70％ni,0.66-0.75％cr， 0.002-0.005％b,0.15-0.22％v，可以显著提高铸型的强度。加入0.043-0.084％ti, 0.027-0.043％ce,0.015-0.038％la,0.002-0.005％b和0.008-0.014％al，并使o≤ 12ppm,n≤60ppm,h≤1.0ppm，s《0.025％,p《0.030％，可以显著提高铸型韧性，综合作用的结果可以显著提高铸型的抗激冷激热能力，从而提高铸型使用寿命，防止铸型使用中开裂，彻底消除了离心铸造高速钢轧辊的安全隐患。
[0020]
本发明获得的高速钢辊套毛坯经粗加工后，随炉加热至950-980℃，保温1-2 小时后，出炉风冷至350-420℃，促使铸态组织中的珠光体全部转变为马氏体和残余奥氏体。继续入炉加热至500-530℃，保温8-10小时后，出炉空冷至280-350℃，使残余奥氏体进一步转变成马氏体，可以进一步提高高速钢轧辊耐磨性。重新入炉加热至480-495℃，保温10-12小时，炉冷至温度350-390℃，出炉，并与高强度中碳低合金钢辊芯过盈配合于一体，过盈量为0.12-0.15mm；最后精加工至规定尺寸和精度，即可获得性能优异的硼化物强化高速钢复合轧辊。
[0021]
本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0022]
1)本发明轧辊以废旧w6mo5cr4v2高速钢(亦称m2高速钢)和m2高速钢钢屑为主要原料，不单独加入价格昂贵的铌、钴、钒等昂贵的合金元素，不仅价格低廉，而且实现了高速钢废料和钢屑等资源的循环利用，具有显著的节材效果；
[0023]
2)本发明高速钢轧辊，加入了较多硬度高、尺寸较小的tib2颗粒，显著提高了轧辊硬度和耐磨性，轧辊硬度达到88-90hsd，辊面硬度差小于1.5hsd，轧辊工作层硬度落差小，轧辊抗拉强度大于950mpa，冲击韧性大于25j/cm2；
[0024]
3)本发明轧辊辊芯可以循环利用，有利于轧辊生产的节能降耗；
[0025]
4)本发明轧辊在热轧带钢轧机上使用，轧辊无剥落、开裂和断辊现象出现，相同使用条件下，轧辊毫米过钢量比高铬铸铁轧辊提高4倍以上，比高钒高速钢轧辊提高50％以上，成本比高钒高速钢轧辊降低60％以上，具有很好的使用效果。
附图说明
[0026]
图1硼化物强化高速钢复合轧辊示意图
[0027]
1-硼化物强化高速钢辊套，2-高强度中碳低合金钢辊芯。
具体实施方式
[0028]
以下结合实施例对本发明做进一步详述，但本发明并不限于以下实施例。
[0029]
实施例1：
[0030]
一种硼化物强化高速钢复合轧辊，采用1500公斤中频感应电炉熔炼，离心铸造方法成型，具体制备工艺步骤如下：
[0031]
①
先用钢屑打包机将m2高速钢(所述m2高速钢的化学成分及质量分数是：0.80～0.90％,0.20～0.45％si,0.15～0.40％mn,≤0.030％s,≤0.030％p,3.80～ 4.40％cr,≤0.30％ni,≤0.25％cu,1.75～2.20％v,4.50～5.50％mo,5.50～6.75％w, 余量为fe和其他不可避免的杂质)钢屑打包成25-40mm
×
25-40mm
×
25-40mm 的m2高速钢屑块，并用m2高速钢屑块、废旧m2高速钢(成分同上述的m2 高速钢)、碳素铬铁(所述碳素铬铁的化学成分质量分数为：62.15％的cr，7.60％的c，2.37％的si，余量为fe)和金属铝作为炉料，m2高速钢屑块、废旧m2 高速钢、碳素铬铁和金属铝的加入质量分数分别为55％、39％、4.7％、1.3％，总质量分数为100％；然后将质量分数39％的废旧m2高速钢和4.7％的碳素铬铁，置于中频感应电炉内，混合加热熔化；待废旧m2高速钢、碳素铬铁全部熔化后，先加入质量分数55％的m2高速钢屑块，熔化后升温至1645℃，加入质量分数 1.3％的金属铝，保温5分钟后，出炉到浇注包；
[0032]
②
浇注包内的钢水经静置、扒渣后，当钢水温度降至1522℃，将钢水浇入高速旋转的铸型内，铸型转速650rpm，铸型温度为180℃，铸型内涂敷了厚度为2.8mm的锆英粉涂料；铸型的化学组成及其质量分数为：0.21％c,0.39％si, 0.26％mn,0.24％mo,1.55％ni,0.75％cr,0.043％ti,o:10ppm,n:57ppm,h:0.8 ppm,0.043％ce,0.015％la,0.005％b,0.008％al,0.22％v,0.017％s,0.024％p,余量 fe；铸型壁厚150mm；钢水浇注过程中，随钢水流加入占进入铸型内钢水质量分数6.2％的tib2颗粒；tib2颗粒尺寸4.0-9.0μm，tib2颗粒表面涂覆了厚度 0.5-1.0μm的镁镍合金；镁镍合金的化学组成及质量分数为38％的镁和62％的镍；钢水全部进入铸型后，将铸型转速提高至1120rpm，并喷水冷却铸型8分钟，使铸型表面温度控制在280℃以下，钢水全部凝固后停机取出铸件，获得高速钢辊套1毛坯；
[0033]
③
高速钢辊套1毛坯经粗加工后，随炉加热至980℃，保温1小时后，出炉风冷至395-420℃；继续入炉加热至500℃，保温10小时后，出炉空冷至 330-350℃；重新入炉加热至480℃，保温12小时，炉冷至温度390℃，出炉，并与高强度42crmo中碳低合金钢辊芯2过盈配合于一体，过盈量为0.15mm；最后精加工至规定尺寸和精度，即可获得硼化物强化高速钢复合轧辊。轧辊力学性能见表1。
[0034]
表1硼化物强化高速钢复合轧辊辊套力学性能
[0035]
辊面硬度/hsd辊面硬度差/hsd抗拉强度/mpa冲击韧性/j.cm-2
88.71.295526.4
[0036]
实施例2：
[0037]
一种硼化物强化高速钢复合轧辊，采用1500公斤中频感应电炉熔炼，离心铸造方
法成型，具体制备工艺步骤如下：
[0038]
①
先用钢屑打包机将m2高速钢(所述m2高速钢的化学成分及质量分数是：0.80～0.90％,0.20～0.45％si,0.15～0.40％mn,≤0.030％s,≤0.030％p,3.80～4.40％cr,≤0.30％ni,≤0.25％cu,1.75～2.20％v,4.50～5.50％mo,5.50～6.75％w, 余量为fe和其他不可避免的杂质)钢屑打包成25-40mm
×
25-40mm
×
25-40mm 的m2高速钢屑块，并用m2高速钢屑块、废旧m2高速钢(成分同上述的m2 高速钢)、碳素铬铁(所述碳素铬铁的化学成分质量分数为：66.33％的cr，7.09％的c，2.95％的si，余量为fe)和金属铝作为炉料，m2高速钢屑块、废旧m2 高速钢、碳素铬铁和金属铝的加入质量分数分别为57.6％、36％、5.0％、1.4％，总质量分数为100％；然后将质量分数36％的废旧m2高速钢和5.0％的碳素铬铁，置于中频感应电炉内，混合加热熔化；待废旧m2高速钢、碳素铬铁全部熔化后，先加入质量分数57.6％的m2高速钢屑块，熔化后升温至1668℃，加入质量分数 1.4％的金属铝，保温4分钟后，出炉到浇注包；
[0039]
②
浇注包内的钢水经静置、扒渣后，当钢水温度降至1537℃，将钢水浇入高速旋转的铸型内，铸型转速750rpm，铸型温度为260℃，铸型内涂敷了厚度为1.5mm的锆英粉涂料；铸型的化学组成及其质量分数为：0.28％c,0.31％si, 0.37％mn,0.17％mo,1.70％ni,0.66％cr,0.084％ti,o:9ppm,n:55ppm,h:0.4 ppm,0.027％ce,0.038％la,0.002％b,0.014％al,0.15％v,0.016％s,0.022％p,余量 fe；铸型壁厚220mm；钢水浇注过程中，随钢水流加入占进入铸型内钢水质量分数6.6％的tib2颗粒；tib2颗粒尺寸4.0-9.0μm，tib2颗粒表面涂覆了厚度 0.5-1.0μm的镁镍合金；镁镍合金的化学组成及质量分数为36％的镁和64％的镍；钢水全部进入铸型后，将铸型转速提高至1080rpm，并喷水冷却铸型10分钟，使铸型表面温度控制在280℃以下，钢水全部凝固后停机取出铸件，获得高速钢辊套1毛坯；
[0040]
③
高速钢辊套1毛坯经粗加工后，随炉加热至950℃，保温2小时后，出炉风冷至350-370℃；继续入炉加热至530℃，保温8小时后，出炉空冷至 280-310℃；重新入炉加热至495℃，保温10小时，炉冷至温度350℃，出炉，并与高强度40crnimo中碳低合金钢辊芯2过盈配合于一体，过盈量为0.12mm；最后精加工至规定尺寸和精度，即可获得硼化物强化高速钢复合轧辊。轧辊力学性能见表2。
[0041]
表2硼化物强化高速钢复合轧辊辊套力学性能
[0042]
辊面硬度/hsd辊面硬度差/hsd抗拉强度/mpa冲击韧性/j.cm-2
89.61.198025.3
[0043]
实施例3：
[0044]
一种硼化物强化高速钢复合轧辊，采用1500公斤中频感应电炉熔炼，离心铸造方法成型，具体制备工艺步骤如下：
[0045]
①
先用钢屑打包机将m2高速钢(所述m2高速钢的化学成分及质量分数是：0.80～0.90％,0.20～0.45％si,0.15～0.40％mn,≤0.030％s,≤0.030％p,3.80～ 4.40％cr,≤0.30％ni,≤0.25％cu,1.75～2.20％v,4.50～5.50％mo,5.50～6.75％w, 余量为fe和其他不可避免的杂质)钢屑打包成25-40mm
×
25-40mm
×
25-40mm 的m2高速钢屑块，并用m2高速钢屑块、废旧m2高速钢(成分同上述的m2 高速钢)、碳素铬铁(所述碳素铬铁的化学成分质量分数为：65.09％的cr，7.48％的c，2.60％的si，余量为fe)和金属铝作为炉料，m2高速钢屑块、废旧m2 高速钢、碳素铬铁和金属铝的加入质量分数分别为56.2％、37.5％、4.8％、
1.5％，总质量分数为100％；然后将质量分数37.5％的废旧m2高速钢和4.8％的碳素铬铁，置于中频感应电炉内，混合加热熔化；待废旧m2高速钢、碳素铬铁全部熔化后，先加入质量分数56.2％的m2高速钢屑块，熔化后升温至1652℃，加入质量分数1.5％的金属铝，保温4.5分钟后，出炉到浇注包；
[0046]
②
浇注包内的钢水经静置、扒渣后，当钢水温度降至1533℃，将钢水浇入高速旋转的铸型内，铸型转速680rpm，铸型温度为220℃，铸型内涂敷了厚度为2.2mm的锆英粉涂料；铸型的化学组成及其质量分数为：0.26％c,0.35％si, 0.29％mn,0.20％mo,1.69％ni,0.68％cr,0.055％ti,o:11ppm,n:49ppm,h:0.7 ppm,0.036％ce,0.027％la,0.004％b,0.012％al,0.18％v,0.020％s,0.027％p,余量 fe；铸型壁厚180mm；钢水浇注过程中，随钢水流加入占进入铸型内钢水质量分数6.5％的tib2颗粒；tib2颗粒尺寸4.0-9.0μm，tib2颗粒表面涂覆了厚度 0.5-1.0μm的镁镍合金；镁镍合金的化学组成及质量分数为37.5％的镁和62.5％的镍；钢水全部进入铸型后，将铸型转速提高至1100rpm，并喷水冷却铸型9 分钟，使铸型表面温度控制在280℃以下，钢水全部凝固后停机取出铸件，获得高速钢辊套1毛坯；
[0047]
③
高速钢辊套1毛坯经粗加工后，随炉加热至960℃，保温1.5小时后，出炉风冷至380-405℃；继续入炉加热至520℃，保温9小时后，出炉空冷至 300-320℃；重新入炉加热至490℃，保温11小时，炉冷至温度380℃，出炉，并与高强度35crmo中碳低合金钢辊芯2过盈配合于一体，过盈量为0.13mm；最后精加工至规定尺寸和精度，即可获得硼化物强化高速钢复合轧辊。轧辊力学性能见表3。
[0048]
表3硼化物强化高速钢复合轧辊辊套力学性能
[0049]
辊面硬度/hsd辊面硬度差/hsd抗拉强度/mpa冲击韧性/j.cm-2
89.11.396525.8
[0050]
本发明轧辊以废旧w6mo5cr4v2高速钢(亦称m2高速钢)和m2高速钢钢屑为主要原料，不单独加入价格昂贵的铌、钴、钒等昂贵的合金元素，不仅价格低廉，而且实现了高速钢废料和钢屑等资源的循环利用，具有显著的节材效果。本发明轧辊辊芯可以循环利用，有利于轧辊生产的节能降耗。本发明高速钢轧辊，加入了较多硬度高、尺寸较小的tib2颗粒，显著提高了轧辊硬度和耐磨性，轧辊硬度达到88-90hsd，辊面硬度差小于1.5hsd，轧辊淬透性好，轧辊工作层硬度落差小，轧辊抗拉强度大于950mpa，冲击韧性大于25j/cm2。本发明轧辊在热轧带钢轧机上使用，轧辊无剥落、开裂和断辊现象出现，相同使用条件下，轧辊毫米过钢量比高铬铸铁轧辊提高4倍以上，比高钒高速钢轧辊提高50％以上，成本比高钒高速钢轧辊降低60％以上。使用本发明轧辊，可以明显改善轧材表面质量，提高轧机作业率，降低轧材生产成本，减轻工人劳动强度，推广应用具有很好的经济和社会效益。