[發(fā)明專利]結(jié)晶器足輥修復(fù)用鎳基合金粉末材料及修復(fù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011439911.6
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112680634B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 婁家佳;吳松;董振啟;于斌;國竹節(jié);王星;李申申;陳洛;徐誠龍
• 申請（專利權(quán)）人: 泰爾（安徽）工業(yè)科技服務(wù)有限公司
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C23C24/10;C22C38/02;C22C38/44;C22C38/54
• 代理公司: 蕪湖思誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34138
• 代理人: 阮愛農(nóng)

本發(fā)明公開了結(jié)晶器足輥修復(fù)用鎳基合金粉末材料，其化學(xué)成分及質(zhì)量百分比如下：22～28％Cr、8～12％Mo、3～4％Nb、1.0～2.5％Si、0.8～1.6％B、0.8～2％V、0.05～0.08％C、余量為Ni。本發(fā)明還公開結(jié)晶器足輥修復(fù)方法，包括以下步驟：①粗車；②前探傷；③激光熔覆：熔覆層包括兩層，其中打底層為鐵基合金粉末，打底層之上熔覆功能層，功能層的材料為鎳基合金粉末；④精車；⑤磨削；⑥后探傷。使用本發(fā)明的材料及方法修復(fù)后的結(jié)晶器足輥，其高溫抗氧化、耐冷熱疲勞、耐磨損等性能顯著改善，相應(yīng)的使用壽命也大幅度提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料表面改性領(lǐng)域，特別涉及一種結(jié)晶器足輥修復(fù)用鎳基合金粉末材料以及修復(fù)方法。

背景技術(shù)

在冶金行業(yè)，結(jié)晶器號稱連鑄產(chǎn)線的“心臟”，而足輥則是結(jié)晶器下端重要傳輸部件。鑄坯在經(jīng)過足輥時，其并未完全凝固，這就導(dǎo)致足輥要經(jīng)受很高的溫度。同時，為了降低溫度，冷卻水也不斷噴射到足輥表面，使得足輥不斷經(jīng)歷急熱急冷循環(huán)。此外，足輥工況極為惡劣，受到酸性保護(hù)渣侵蝕、鑄坯摩擦等。因此，足輥表面極易產(chǎn)生氧化磨損、腐蝕以及疲勞產(chǎn)生裂紋導(dǎo)致表層剝落，最終導(dǎo)致輥徑減小報(bào)廢。

激光熔覆是指利用高能激光束作為熱源，將同步送進(jìn)或者預(yù)置的粉末材料與基體表面一起熔化，并且快速凝固形成具有特定功能熔覆層的一種新的表面處理技術(shù)。相比熱噴涂、電弧堆焊等表面改性技術(shù)，激光熔覆具有熱輸入小、稀釋率低、產(chǎn)生的殘余應(yīng)力及變形較小、結(jié)合強(qiáng)度高、組織致密等優(yōu)勢，目前在鋼鐵冶金、航空航天、模具制造、煤礦機(jī)械等領(lǐng)域得到了較廣泛的應(yīng)用。

由于結(jié)晶器足輥工況惡劣，極易損壞，采取一些方式提高其使用壽命，對于鋼鐵企業(yè)降本增效就顯得尤為重要。目前主要的手段是采用傳統(tǒng)堆焊的方法在足輥表面制備鐵基合金涂層，常用的合金焊絲為414N等不銹鋼材料。堆焊的缺點(diǎn)是：堆焊熱輸入較大，極易產(chǎn)生較大的變形，而且稀釋率較大，需要堆焊多層減小影響；同時堆焊易產(chǎn)生氣孔、夾雜等缺陷；而且堆焊需要焊前預(yù)熱，再加上較大的熱輸入，導(dǎo)致晶粒粗大，力學(xué)性能降低。

相比于鐵基合金，現(xiàn)有的鎳基合金抗氧化及耐腐蝕性能較好，因此常用作足輥修復(fù)用材料。由于足輥受到急熱急冷交替作用，極易產(chǎn)生疲勞裂紋，導(dǎo)致龜裂、剝落，這就需要材料具有較好的塑性，同時由于受到鑄坯的摩擦作用，足輥也需要一定的強(qiáng)度。而現(xiàn)有的鎳基合金高溫抗氧化性能及耐冷熱疲勞性能和耐磨損性能不能兼得，所以作為足輥的修復(fù)材料還有一定的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是提供一種結(jié)晶器足輥修復(fù)用鎳基合金粉末材料，并且提供了采用激光熔覆的方法進(jìn)行足輥修復(fù)再制造的方法。使用本發(fā)明的材料及方法修復(fù)后的結(jié)晶器足輥，其高溫抗氧化、耐冷熱疲勞、耐磨損等性能顯著改善，相應(yīng)的使用壽命也大幅度提高。

本發(fā)明結(jié)晶器足輥修復(fù)用鎳基合金粉末材料，其化學(xué)成分及質(zhì)量百分比如下：22～28％Cr、8～12％Mo、3～4％Nb、1.0～2.5％Si、0.8～1.6％B、0.8～2％V、0.05～0.08％C、余量為Ni。

進(jìn)一步地，該合金材料為預(yù)合金化粉末，粒徑為53-150μm。

進(jìn)一步地，其化學(xué)成分及質(zhì)量百比優(yōu)選如下：23～27％Cr、8.5～11％Mo、3.2～3.8％Nb、1.2～2.1％Si、1.1～1.5％B、1.4～1.9％V、0.05～0.06％C、余量為Ni。

進(jìn)一步地，化學(xué)成分及質(zhì)量百比優(yōu)選如下：24～26％Cr、9～10％Mo、3.5～3.6％Nb、1.6～2.0％Si、1.2～1.4％B、1.5～1.6％V、0.05～0.06％C、余量為Ni。