[發明專利]耐高溫磨損復合導位托輥的制備方法

有效

• 申請號: 201010126370.1
• 申請日: 2010-03-18
• 公開（公告）號: CN101780642A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 韓宏升;付宇明
• 申請（專利權）人: 唐山瑞兆激光技術機械修復有限公司
• 主分類號: B23P23/04
• 分類號: B23P23/04
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 王永紅

技術領域

本發明涉及軋鋼生產線上使用的導位托輥的制備方法，特別是一種耐高溫磨損復合導位托輥的制備方法。

背景技術

冶金設備中，軋鋼線上的導衛托輥是易損件。由于鋼材軋制過程中，溫度達到1100℃～900℃，鋼材高速運動，托輥表面承受著高溫鋼板的滾動和高溫磨損及氧化鐵皮等磨料的高溫磨料磨損，同時，在導衛托輥工作時，為降低托輥的整體溫度提高軸承的壽命，采用了強制水冷的方法，導衛托輥除了承受高溫磨損外，還要承受激冷激熱的作用。目前使用的導衛托輥材料主要是Cr12Ni14-MoV，雖然該材料具有一定的耐高溫磨損性能，但是對于導衛托輥這樣惡劣的工況，其性能不能完全滿足要求，該耐熱合金鋼中無硬質碳化物強化相分布，整體硬度較低，對于嵌入式磨損抵抗性差，在使用過程中容易出現表面被氧化片切削和塑性疲勞損傷，出現裂紋，導致導衛托輥整體斷裂而失效。在實際生產中，Cr12Ni14MoV材料制備的導衛托輥平均壽命僅為1-3個班次，生產中檢修更換工作量大，生產成本高，已經成為制約軋鋼線連續生產的瓶頸。針對提高導衛托輥壽命問題，國內外開展了多方面的研究工作，主要在冶煉過程合金化學成分配比、熱處理工藝等方面開展研究，制備適合導衛托輥工況條件的材質，但由于這些材質均采用單一材料，其價格、硬度、耐磨性、熱震性及強度、塑性和韌性等指標難以達到兼顧，無法滿足導衛托輥復雜工況的特殊要求，不具備較好的適應性。

針對導衛托輥復雜工況的實際需要，目前也有采用多種噴涂復合工藝制備的技術，如熱噴涂、等離子噴涂等，但是其復合層太薄，涂層與導位托輥母體為機械結合，在使用中涂層容易出現破碎剝落，無法抵抗高溫鋼板的滾動和高溫磨損及高溫磨料磨損的惡劣工況。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術用Cr12Ni14MoV材料制備的導衛托輥平均壽命短，耐磨性、熱震性差等不足，提供一種用40Cr鋼棒材制備導位托輥母體，用激光熔覆，耐磨性、熱震性好實用壽命長的耐高溫磨損復合導位托輥的制備方法，使用該方法生產的復合導位托輥能夠滿足軋鋼生產中復雜工況長時間連續生產的要求。

實現上述發明目的采用的技術方案是：

一種耐高溫磨損復合導位托輥的制備方法，其制備方法步驟包括：

a.首先用40Cr鋼棒材制備導位托輥母體，托輥母體的外徑尺寸為66mm～146mm，對托輥母體進行常規熱處理；

b.將Ni60粉末與Cr₃C₂粉末用機械混合的方法混合，制得Ni60+Cr₃C₂合金粉末；

C.用丙酮清洗劑去除導位托輥母體表面的油污，待熔覆；

d.將待熔覆導位托輥母體預熱到250～300℃；

e.采用氣動送粉的方法，送粉器的粉末傳輸速度為100～200g/min，用6KW大功率激光器熔覆掃描導位托輥母體，將合金粉末熔覆在導位托輥母體表面，熔覆兩次，合金耐磨層厚度為2.5mm；

f.用外圓磨床，將熔覆后的導位托輥按直徑尺寸磨削掉1mm，獲得尺寸、表面光潔度均滿足工藝要求的復合導位托輥，該復合導位托輥的表面固接有厚的含Cr₂O₃和Cr₃C₂金屬陶瓷的高溫合金耐磨層。

本發明的優選方案是：合金粉末的混合比例為：Cr₃C₂粉末占總質量30～40％，Ni60粉末占總質量60～70％，其中Cr₃C₂粉末的粒度為350～100目，Ni60粉末的粒度為350～100目。

本發明的另一優選方案是：所述6KW大功率激光器的技術參數為：激光器功率P＝2500～3500W，光斑直徑5mm，搭接率30～50％，掃描速度V＝300～600mm/min。

本發明的另一優選方案是：所述的Cr₃C₂粉末是“球化”處理后流動性好的金屬陶瓷粉末。