[發明專利]一種用模具成型真空熔結制作復合材質導衛輥的工藝方法及其中的模具

有效

• 申請號: 201010122441.0
• 申請日: 2010-03-12
• 公開（公告）號: CN101792904A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 王宇輝
• 申請（專利權）人: 王宇輝
• 主分類號: C23C24/08
• 分類號: C23C24/08;B22F7/04
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 陳英

技術領域

本發明提供一種工件的熔結復合工藝，具體的，涉及在導衛輥表面設置硬化層 的熔結工藝，尤其是一種用模具成型真空熔結制作復合材質導衛輥的工藝方法。本 發明還提供所述方法中使用的模具。

背景技術

導衛裝置是線材軋機和棒材軋機入口和出口處對紅鋼起支撐和導向作用的裝 置。由于使用環境惡劣，其中的導衛輥成為主要易損件。現大多數鋼廠采用Cr12MoV 等材質制作導衛輥，但其使用壽命偏低，滿足不了鋼廠正常生產的需要；少數導衛 輥生產廠家也有通過各種表面強化或表面復合工藝制作復合材質導衛輥的，其使用 壽命較為理想，但工藝復雜、制作成本過高，不能為鋼廠用戶所接受。

現有技術中還有一種導衛輥表面強化的工藝，是在導衛輥的表面敷設由合金粉 末和粘接劑組成的混合物的糊狀涂層，然后通過熔結的方法使得合金粉末固結在導 衛輥的表面，從而在導衛輥上形成一表面硬化層，以提高其表面硬度。現有技術在 該方法中，涂有所述混合物的導衛輥放入真空熔結爐中進行熔結。在熔結過程中， 表面涂層會發生流淌，導致導衛輥上的復合層薄厚不均，因此，往往需要多次重復 涂覆熔結工序，而且在每次熔結之后，還要通過機加工手段對由于流淌而造成外形 變化的導衛輥進行修正，其工藝的繁瑣是可想而知的，另外，這種方法還造成了涂 層原料的損失。再有，為了防止放入真空熔結爐中的導衛輥毛坯因為流淌而使得流 淌液落到下層毛坯上和流到周圍同層相鄰的毛坯上，導衛輥毛坯在真空熔結爐中上 下前后左右的排放間距也要足夠大。這樣，對于真空熔結爐的空間利用率也比較低。

發明內容

本發明的目的在于改進現有技術的不足，提供一種可以使得在熔結過程中工件 形態完整、沒有流淌、工藝簡單、操作方便的用模具成型真空熔結制作復合材質導 衛輥的工藝方法。

本發明的另一個目的在于提供上述方法中所用的模具。

本發明提供的用模具成型真空熔結制作復合材質導衛輥的工藝方法可以是：包 括如下工序步驟：

A.根據導衛輥毛坯的形狀和尺寸提供成型模具，該成型模具為上下分體結構， 且上下模具分體件之間為無卡固的平面接觸結合結構，該成型模具的腔室與導衛輥 毛坯的外形之間留有間隙，該間隙是填充合金粉末的余量；

B.將導衛輥毛坯放入成型模具的下半模中，然后再將成型模具的上半模扣在 所述成型模具的下半模上，位于所述導衛輥毛坯上；

C.通過成型模具上預留的填充孔將用于形成表面硬化層的鎳基合金粉填充在 成型模具和導衛輥毛坯之間的所述間隙中；

D.將盛放有所述導衛輥毛坯的所述成型模具放入真空熔結爐中，進行熔結， 其包括加熱過程、保溫過程和冷卻過程，

在加熱過程中，

①從室溫至425℃～480℃，加熱時間30分鐘～50分鐘，然后保溫30～50分鐘；

②從425℃～480℃至850℃～900℃，加熱時間40分鐘～50分鐘，然后保溫 30分鐘～50分鐘；

③850℃～880℃至1065℃～1175℃，加熱時間20分鐘～40分鐘，然后保溫15 分鐘～50分鐘；

之后為冷卻過程，

①隨爐冷卻到850℃～700℃；

②爐內通入高純氮氣壓力只要達到0.1MPa即啟動風機循環冷卻，冷卻至100℃，然后 出爐；

所述加熱過程中爐內為真空環境，當爐內溫度從室溫升至950℃～970℃過程中，爐 內真空度應保持在1.33Pa～13.3Pa；爐溫高于950℃～970℃時，爐內真空度應保持在133Pa～ 500Pa；

E.對經熔結后的工件進行精加工，使之達到設計尺寸要求。

本發明提供的用模具成型真空熔結制作復合材質導衛輥的工藝方法還可以是： 包括如下工序步驟：

A.在導衛輥毛坯的側壁上涂敷由鎳基合金粉和粘合劑混合的合金粉泥為預設 厚度形成涂覆層，然后烘干；

B.根據所述導衛輥毛坯的形狀和尺寸提供成型模具，該成型模具為上下分體 結構，且上下模具分體件之間為無卡固的平面接觸結合結構，該成型模具的腔室與 導衛輥毛坯的外形之間留有間隙，該間隙是所述涂覆層余量和精加工余量及公差；

C.將帶有所述合金粉泥的涂覆層的所述導衛輥毛坯放入所述成型模具的下半 模中，然后再將所述成型模具的上半模扣在所述下半模上，置于所述導衛輥毛坯上；