抗高温软化的轧辊及其制造方法

技术领域

本发明涉及抗高温软化的轧辊及其制造方法。

背景技术

现有硬质合金材质一般是以WC为硬质相，CoNi等元素为粘结相生产。WC-Co基材质轧辊在高速滑动时易形成挥发性强的WO

发明内容

本发明的目的在于提供抗高温软化的轧辊及其制造方法，能够有效解决现有轧辊使用寿命低的问题。

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：抗高温软化的轧辊，按质量百分比包括：NbC粉70～90％、Ni粉8～25％和Co粉2～15％。

优选的，按质量百分比包括：NbC粉70％、Ni粉25％和Co粉15％。

优选的，按质量百分比包括：NbC粉90％、Ni粉8％和Co粉2％。

优选的，按质量百分比包括：NbC粉80％、Ni粉12％和Co粉8％。

优选的，所述NbC粉末粒度为1.0～2.0μm，Ni粉和Co粉粒度为1.0～1.5μm。

一种上述轧辊的制造方法，依次包括以下步骤：

A、配料：将NbC粉、Ni粉和Co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/cm

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：NbC具有极高的熔点(3520℃)，使其具有抗高温软化和抵抗粘着磨损的性能。NbC的室温硬度(17-19.6GPa)可与WC相媲美。随着温度的升高，NbC良好的红硬性使其在800℃以上的硬度接近或超过WC。NbC的密度只有WC的一半(7.8对15.6g/cm3)，意味着从等同质量的NbC基体粉末可以生产双倍数量的WC基体的产品，使得NbC在经济上更具有吸引力。NbC比重与Ni、Co粉比重相近，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，可以延长产品使用寿命。

Ni粉，Co粉按比例采用预合金化粉末，可以减少粘结相的氧化，提升粘结相的均匀性，增加材料基体的强度。采用球磨入蜡，保证原料与成型剂的混合均匀。采用喷雾制粒，使整个制粒过程处于隔氧状态，防止氧化，同时保证制粒后原料均匀性与流动性。

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：

抗高温软化的轧辊，按质量百分比包括以下组份：按质量百分比包括：NbC粉70％、Ni粉25％和Co粉15％。

实施例二：

抗高温软化的轧辊，按质量百分比包括以下组份：NbC粉90％、Ni粉8％和Co粉2％。

实施例三：

抗高温软化的轧辊，按质量百分比包括以下组份：NbC粉80％、Ni粉12％和Co粉8％。

上述三个实施例中，NbC粉末粒度为1.0～2.0μm，Ni粉和Co粉粒度为1.0～1.5μm。

采用上述三个实施例的轧辊配方的制造方法为：依次包括以下步骤：

A、配料：将NbC粉、Ni粉和Co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/cm

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。

NbC具有极高的熔点(3520℃)，使其具有抗高温软化和抵抗粘着磨损的性能。NbC的室温硬度(17-19.6GPa)可与WC相媲美。随着温度的升高，NbC良好的红硬性使其在800℃以上的硬度接近或超过WC。NbC的密度只有WC的一半(7.8对15.6g/cm3)，意味着从等同质量的NbC基体粉末可以生产双倍数量的WC基体的产品，使得NbC在经济上更具有吸引力。NbC比重与Ni、Co粉比重相近，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，可以延长产品使用寿命。

Ni粉，Co粉按比例采用预合金化粉末，可以减少粘结相的氧化，提升粘结相的均匀性，增加材料基体的强度。采用球磨入蜡，保证原料与成型剂的混合均匀。采用喷雾制粒，使整个制粒过程处于隔氧状态，防止氧化，同时保证制粒后原料均匀性与流动性。

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。