[發(fā)明專利]一種高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復(fù)合層、制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910823456.0
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN110499506B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王碩煜;葉文虎;解明祥;張樹山;尹平
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽馬鋼表面技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B21B27/00;C22C19/05
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王林

本發(fā)明公開了一種高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復(fù)合層、制備方法及應(yīng)用，包括以下步驟：別稱取Ni、Cr、Fe、B、Si金屬粉末，混合均勻得到合金粉，將所述的合金粉與粘結(jié)劑混合均勻，得到高韌高溫自潤滑鎳基合金漿料；對球墨鑄鐵輥基體表面進(jìn)行打磨，在基體表面涂覆所述的高韌高溫自潤滑鎳基合金漿料，再進(jìn)行烘干、保溫處理；把涂覆有高韌高溫自潤滑鎳基合金漿料的基體預(yù)熱，然后將其固定在激光器的基片架上，設(shè)置激光速度1350mm/min，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行合金化處理，得到高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復(fù)合層。本發(fā)明的高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復(fù)合層，高溫使用條件下耐磨性能強(qiáng)，高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復(fù)合層表面不產(chǎn)生裂紋及氣孔缺陷，延長了球墨鑄鐵熱軋輥的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于表面改性技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復(fù)合層、制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

在軋鋼行業(yè)中，鋼鐵材料的成型依賴于熱軋輥，熱軋輥性能的好壞影響鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在實(shí)際生產(chǎn)中，熱軋輥的損耗程度遠(yuǎn)高于其他工件，而降低熱軋輥損耗的關(guān)鍵在于提高熱軋輥性能，延長其使用壽命。通常，熱軋輥工作溫度為700～800℃，在軋制高溫鋼材時(shí)，熱軋輥承受較高的循環(huán)應(yīng)力，表面還受到軋材磨損和冷卻水的周期性作用。因此對熱壓輥的高溫耐磨性能要求較高。

目前，熱軋輥多使用球墨鑄鐵制造，球墨鑄鐵具有較高的強(qiáng)度和一定的韌性、塑性，同時(shí)還具有耐磨、減震、對缺口不敏感等特性，在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，可代替碳鋼和合金鋼制造受力復(fù)雜、對強(qiáng)度、韌性和耐磨性要求較高的零件，如高溫球墨熱軋輥、曲軸、缸套等。但球墨鑄鐵的高溫耐磨性稍差，在苛刻的高溫使用環(huán)境下，經(jīng)常因表面受到磨損而導(dǎo)致失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于：球墨鑄鐵熱軋輥高溫使用條件下的耐磨性差，提供了一種高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復(fù)合層、制備方法及應(yīng)用。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的，本發(fā)明的一種高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復(fù)合層的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照質(zhì)量比為70：15：5：5：5分別稱取Ni、Cr、Fe、B、Si金屬粉末，其中Ni、Cr、Fe、B、Si的粒徑為80～150μm。混合均勻得到合金粉，將所述的合金粉與粘結(jié)劑按照質(zhì)量比1:1混合均勻，得到高韌高溫自潤滑鎳基合金漿料；

(2)對球墨鑄鐵輥基體表面進(jìn)行打磨，然后依次用丙酮、酒精超聲清洗，清洗完成后在基體表面涂覆所述的高韌高溫自潤滑鎳基合金漿料，在200℃下烘干、保溫處理，保溫時(shí)間25～28h，烘干后涂層厚度為0.5～1.0mm；

(3)把涂覆有高韌高溫自潤滑鎳基合金漿料的基體在200～250℃下預(yù)熱，然后將其固定在激光器的基片架上，設(shè)置激光功率2000～2500W，搭接率0.45～0.5，光斑直徑3.5～4.0mm，激光掃描速度1350mm/min，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行合金化處理，得到高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復(fù)合層。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述步驟(1)中，粘結(jié)劑為酒精。

一種由所述的高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復(fù)合層的制備方法制備得到的高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復(fù)合層。

所述復(fù)合層，包括球墨鑄鐵輥基體以及在基體上依次成型的熱影響擴(kuò)散層和鎳基合金層。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述的鎳基合金層厚度為0.9～1.0mm。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述的鎳基合金層硬度為700～800HV_0.1。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述的鎳基合金層摩擦系數(shù)為0.20～0.40。

一種所述的高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復(fù)合層在制備耐磨球墨鑄鐵熱軋輥上的應(yīng)用。