[發明專利]一種激光熔覆自潤滑耐磨鈷基合金所用粉料及工藝方法

有效

• 申請號: 201810590935.8
• 申請日: 2018-06-09
• 公開（公告）號: CN108707894B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 張春華;張瀚方;張松;李響;趙超越;徐韻華
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C19/07;C22C32/00
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

本發明提供了一種激光熔覆自潤滑耐磨鈷基合金所用粉料及工藝方法，包括鈷基合金粉料和Ti₃SiC₂粉料，鈷基合金粉料按重量百分比為C：0.2?0.25%，Cr：23.0?26.0%，Ni：2.0?2.5%，Si：0.50?1.0%，Mo：4?5.5%，Mn：0.55?0.65%，其余為Co；鈷基合金粉料按重量百分比為：85?95%，Ti₃SiC₂粉料：5.0?15.00%。采用激光熔覆技術，利用CO₂激光器進行激熔覆制備自潤滑耐磨鈷基合金熔覆層，制得的鈷基合金熔覆層顯微組織均勻，與低合金鋼結合良好，且具備表面強度硬度高耐磨損性能優異的特點，為激光熔覆制備自潤滑耐磨鈷基合金熔覆層提供一種粉料和相應的工藝方法，可廣泛應用于冶金行業軋輥的激光制備及再制備。

技術領域

本發明屬于表面工程技術領域，具體涉及一種適用于軋輥、軸套等重要消耗部件表面的防護及再制備領域中的低合金鋼表面自潤滑耐磨損激光熔覆鈷基合金熔覆層所用粉料及熔覆層制備工藝方法。

背景技術

冶金熱軋輥是鋼鐵企業軋鋼設備上的重要部件，軋輥質量的好壞、使用壽命的長短直接影響軋機的生產效率和所軋制產品的質量。由于熱軋輥在服役過程中，與溫度高達1000-1100℃的紅熱鋼材直接接觸，并且受到室溫冷水的強制冷卻，在這種熱力交變的環境下服役一段時間之后，軋輥會表現出如下的失效形式：由于熱疲勞而引起的表面熱龜裂、輥身表面發生磨損、氧化等現象，進而導致軋輥報廢。據統計：因磨損和氧化剝落而失效的熱軋輥占報廢輥總量的75%左右。我國軋輥材料供應不足、價格較高，一旦軋輥失效，更換新輥和拆卸修復將導致整個生產線停止工作，造成巨大的材料浪費和經濟損失。對于因磨損而失效的軋輥，傳統的修復工藝是采用車削或磨削方式修正輥型，這種方式對提高熱軋輥的使用壽命意義不大。由于熱軋輥實際有效工作面只是軋輥表層幾毫米或幾厘米區域，其它大部分只起到支撐和配重的作用，因此現代工藝則多采用表面強化技術對熱軋輥進行修復或制備。當前熱軋輥的表面修復與強化技術主要包括軋輥表面的感應加熱淬火、堆焊、熱噴涂、熱噴焊和激光表面熔覆技術等。然而，感應加熱淬火技術僅限于表層一定深度內，對輥面的表面強化程度有限，且不能保證所有淬火面均能獲得均勻的淬火層。堆焊修復技術工藝復雜，生產率低，熱輸入較大，熱軋輥在堆焊時容易產生裂紋、夾渣、焊瘤和脫落現象。熱噴涂修復技術的效率和材料利用率低，修復表面易存在孔隙和殘余應力，韌性和切削加工性較差，修復層與熱軋輥的結合強度不佳。熱噴焊修復技術要求熱噴焊材料必須與熱軋輥材料相匹配，應用范圍窄，且在修復過程中易發生變形。

相比于現有技術，激光表面改性技術則規避了現有技術的多種不足，特別是激光熔覆技術，采用激光輻照同步送粉合金粉料熔化與基體表面微熔而后迅速凝固，得到成分與涂層基本一致的高性能熔覆層。

發明內容

發明目的：

本發明的目的是提供一種激光熔覆自潤滑耐磨鈷基合金所用粉料和激光熔覆技術，在低合金軋輥用鋼表面制備耐磨鈷基合金熔覆層的方法。

技術方案：

本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種激光熔覆自潤滑耐磨鈷基合金所用粉料，其特征在于：包括鈷基合金粉料和Ti₃SiC₂粉料，鈷基合金粉料按重量百分比為C：0.2-0.25%，Cr：23.0-26.0%，Ni：2.0-2.5%，Si：0.50-1.0%，Mo：4-5.5%，Mn：0.55-0.65%，其余為Co；鈷基合金粉料按重量百分比為：85-95%，Ti₃SiC₂粉料：5.0-15.00%。

所述鈷基合金粉料和Ti₃SiC₂粉料的純度不低于99.9％，且鈷基合金粉料和Ti₃SiC₂粉料的粒度在80目-270目之間。