[發明專利]鋼廠夾送輥表面激光熔覆Fe-Cr合金耐磨涂層制備工藝

在審

• 申請號: 202010596521.3
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111719148A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 邢飛;蔣士春;于輝勇;周文超;武小東
• 申請（專利權）人: 南京中科煜宸激光技術有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C38/48;C22C38/46;C22C38/44;C22C38/04;C22C38/02;C21D10/00
• 代理公司: 南京行高知識產權代理有限公司 32404
• 代理人: 王培松

本發明涉及激光熔覆增材制造技術領域，公開一種鋼廠夾送輥表面激光熔覆Fe?Cr合金耐磨涂層制備工藝，按摩爾質量百分比進行粉體材料配制球形粉末，采用電磁混粉裝置進行粉末混合，粒徑45?105μm。激光熔覆的熔覆層數為2層，第一層熔覆層熔覆軌跡采用兩條螺旋線交錯形式，第一條螺旋線從夾送輥一端開始，第一條螺旋線軌跡運行完成后，第二條螺旋線從另一端開始；第二層熔覆層采用分區熔覆方式，分4個區域進行對稱式熔覆，在每個區域熔覆過程中采用振動時效設備進行消應力處理。本發明通過粉體材料的調配和熔覆方式的組合，結合同步振動時效處理，可提高夾送輥表面涂層的耐磨性能和平均洛氏硬度，提高涂層質量，延長部件在產線上的更換周期。

技術領域

本發明涉及激光熔覆增材制造技術領域，具體而言涉及一種鋼廠夾送輥表面激光熔覆 Fe-Cr合金耐磨涂層制備工藝。

背景技術

鋼廠夾送輥裝置用以幫助精軋機軋出的線材頭部進入吐絲機成圈，并且防止高速運行的線材尾部出軋機時因脫離約束而加速造成堆鋼阻塞事故。夾送輥由上、下輥、上輥開閉裝置、輥縫調節裝置及夾送輥夾送輥結構傳動裝置等組成。

為了改善咬入條件和使帶鋼頭部往下彎，夾送輥是一對上大下小的輥子，上下輥之間有 10°～20°的偏角，帶鋼頭部進人夾送輥后，頭部被迫下彎，進人卷取機入口導板。夾送輥上下輥都帶有凸度，利于帶材卷取時對中及延長輥子壽命。夾送輥對帶材施加后張力是由夾送輥的壓緊力和傳動馬達決定的。隨著軋制高速化，帶鋼厚度增大和材質高強度化。下夾送輥承受很大的壓力，多采用實心鍛鋼輥；為提高耐磨性，輥面均堆焊硬質合金。

夾送輥表面強化除了傳統的電弧堆焊方式以外，在激光再制造應用領域，國內對夾送輥表面強化一般采用高硬度的鐵基材料，由于熔覆厚度較大、裂紋傾向嚴重，熔覆過程一般需要預熱處理和熔覆后保溫處理，熔覆過程溫度控制不合適容易導致裂紋的產生。加熱方式的引入增加了操作過程的難度，同時延長了單件產品的生產時間。

發明內容

本發明目的在于針對現有技術的冶金行業板材夾送輥存在嚴重磨損的問題，提供一種鋼廠夾送輥表面激光熔覆用耐磨Fe-Cr合金粉體材料及涂層制備工藝，可顯著提高夾送輥表面耐磨性能，延長部件使用壽命，同時提高表面抗腐蝕性能。

根據本發明的第一方面提出一種鋼廠夾送輥表面激光熔覆用耐磨Fe-Cr合金粉體材料，按照摩爾質量百分比包括以下成分配比：C-0.8％，Cr-12.6％，Nb-0.07％，Si-0.28％，Mn-0.26％，以及V-W-Mo-Ni與Fe，其中V-W-Mo-Ni的總量低于6％，Fe構成余量；

所述合金粉體材料為球形，粒徑45-105μm，氧含量150ppm以下。

優選地，所述V-0.6％，W-1.9％，Mo-2.6％，Ni-0.24％。

根據本發明的第二方面還提出一種激光熔覆制備鋼廠夾送輥表面耐磨涂層的工藝，包括以下步驟：

步驟1、按摩爾質量百分比進行粉體材料配制；

步驟2、耐磨涂層制備，包括：

第一層熔覆層制備：夾送輥工件旋轉、熔覆加工頭直線進給，熔覆軌跡采用兩條螺旋線交錯形式，第一條螺旋線從夾送輥一端開始，道與道間距為單道熔覆寬度的1/2，第一條螺旋線軌跡運行完成后，第二條螺旋線從另一端開始，螺旋線間距為單道熔覆寬度的1/2，熔覆完成后采用振動時效設備進行消應力處理；

第二層熔覆層制備：激光束熔覆與振動時效設備組合使用，熔覆過程中工件不旋轉，熔覆加工頭通過機器人走1/4圓弧軌跡，并且在整個夾送輥輥面采用分區熔覆方式，表面均勻地等分為4個區域，并進行對稱式熔覆，在每個區域熔覆過程中同步接入振動時效設備進行消應力處理。

優選地，所述步驟1中，按摩爾質量百分比進行粉體材料配制后，采用電磁混粉裝置進行粉末混合1h，并在使用之前100℃真空干燥1.5h。