申请/专利权人：江苏莱赫润轧辊科技有限公司

申请日：2023-10-31

公开（公告）日：2023-12-01

公开（公告）号：CN117144231A

主分类号：C22C33/06

分类号：C22C33/06;C21C7/072;B22D19/16;B22D13/00;C21D9/38;C25D5/36;C25D5/06;C25D3/56;C22C37/10;C22C37/06;C22C33/10;B05D7/24;B05D3/06;B05D7/14;C09D1/00;C09D5/08;B01J13/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2023.12.19#实质审查的生效;2023.12.01#公开

摘要：本发明公开了一种高韧性耐蚀合金石墨钢轧辊及其制备方法，涉及轧辊技术领域。本发明先利用酸化气凝胶络合氯化镧和氯化铈，以获得稀土‑酚醛气凝胶，再与其他生铁合金混合，通过梯度升温辅助间歇式脉冲气流进行熔融，细化晶粒，同时存在形核质点，大大提高轧辊的强度和韧性，并且在浇筑过程中，气凝胶吸附容纳熔液，连接构筑三维网状结构，进一步增强轧辊的强度和韧性，然后在轧辊表面依次沉积钛镍、石墨烯、钛镍，形成致密的夹心结构，提高轧辊的耐蚀性的同时，还能提高轧辊外层结构的韧性和硬度。

主权项：1.一种高韧性耐蚀合金石墨钢轧辊的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：（1）将湿凝胶浸入湿凝胶质量3~5倍的乙醇中，每8h置换一次，置换3次；再浸入湿凝胶质量3.1~8.3倍的S-2-甲基环氧乙烷-2-羧酸溶液，每8h置换一次，置换5次后，于90℃油浴中反应5~8h，浸入湿凝胶质量3~5倍的45℃的叔丁醇，每8h置换一次，置换6次，放入冰箱，预冻24h后，-40℃、真空度13~40Pa下冷冻干燥72h得粒径为0.45~0.6mm的羧基化酚醛气凝胶；（2）将羧基化酚醛气凝胶、无水乙醇、去离子水按质量比2.5:59.2:75混合，得气凝胶悬浮液，50℃下，向气凝胶悬浮液加入气凝胶悬浮液质量0.02倍的稀土溶液，再加入氢氧化钠溶液至反应液pH为4~5，静置1.5~2.5h后，抽滤，依次用乙醇、蒸馏水洗涤3次，60℃烘干24h得稀土-酚醛气凝胶；（3）按轧辊外层、芯部的具体成分要求进行分别冶炼，将稀土-酚醛气凝胶、废钢、铬铁、钨铁、钼铁、镍铁、硅钙钡合金、纯镁混合置于卧式熔炼设备，熔炼设备左右两端连有进气端电磁阀，加热至880~950℃，保温1h后，升温至1500~1550℃，保温至熔化后，升温至1550~1600℃，加入硼铁、钛铁，保温熔化后，加热至1630~1650℃，加入炉内钢水质量0.001~0.002倍的纯铝，保温4~10min，保温加热过程中，先开启左边电磁阀脉冲充气，气体中为氮气，脉冲充气至压力为0.2MPa后，停止充气5min，再开启脉冲充气至压力为0.2MPa，如此反复，然后出炉到装有稀土硅铁合金的钢包，稀土硅铁合金与钢包内钢水的质量比为0.25~0.45:100，1460~1520℃下离心浇筑外层钢水，离心浇筑的离心转速为600~780rmin，再撒入外层钢水质量0.02~0.1倍的玻璃渣，当外层钢水温度降至1180~1230℃，浇筑辊芯钢水，浇筑温度为1300~1350℃，浇筑完毕后，静置24~48h，取出铸件，放入热处理炉中，1100~1200℃热处理90~120min，出炉喷雾冷却至610~740℃，保温2~3h后，回炉升温至890~1000℃，保温4~7h后，出炉喷雾冷却至480~595℃，保温2~3h，回炉升温至770~870℃，保温4~7h后，空冷至室温，得轧辊；（4）将轧辊采用400#、800#、1000#和1500#砂纸逐级打磨一次，用丙酮冲洗3~6min后，60℃烘干6h后，在轧辊刷电净液，刷镀电压10~12V、镀笔移动速率5~12mmin下刷镀1~3min后，用蒸馏水清洗3min，得电净轧辊；在电净轧辊刷活化液1，电压10~12V、镀笔移动速率5~12mmin下刷镀20~40s后，刷活化液2，电压13V、镀笔移动速率5~12mmin下刷镀40~65s，用蒸馏水清洗3min后，再刷钛镍镀液，镀笔移动速率5~10mmin、电压15V下刷镀30~50s，再以电压13V刷镀1~3min，5~15℃min升温至650~850℃，保温2~3h得镀层厚度为15~20μm的钛镍轧辊；（5）将无水乙醇、石墨粉按质量比8:1混合，400~600W超声10min，得石墨溶液；将石墨溶液旋涂在钛镍轧辊表面，厚度为20~30μm，静置24h后，置于真空腔，氩气氛围下，采用纳秒光纤激光器于功率为0.9~1.8W、脉宽150ns、扫描速度10mms、频率250KHz的条件下扫描2~5次，得石墨烯轧辊，再重复步骤（4）的步骤，制得高韧性耐蚀合金石墨钢轧辊。

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