[發明專利]基于激光同軸送粉工藝修復支承輥的金屬粉末及其制備方法

有效

• 申請號: 202011444999.0
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112570708B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 程四華;呂迺冰;穆相林;孫齊松;晁月林;徐士新;周潔;王曉晨;佟倩
• 申請（專利權）人: 首鋼集團有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/08;B33Y70/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/46
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 王瑞琳

本發明涉及一種基于激光同軸送粉工藝修復支承輥的金屬粉末及其制備方法，所述粉末由如下質量分數的化學成分組成：C：0.4?0.5％，Si：0.2?0.5％，Mn：0.2?0.5％，P≤0.02％，S≤0.015％，Cr：4.5?5.5％，Ni：0.15?0.82％，Mo：0.2?0.4％，V：0.1?0.2％，O≤0.03％，N≤0.03％，余下為Fe及不可避免雜質。將金屬粉末成功應用到冷軋輥激光同軸送粉修復，洛氏硬度為52?58HRC,修復后支承輥的上線服役周期為45?51天，上線服役周期長，延長了支承輥的使用壽命。

技術領域

本發明屬于3D打印技術粉末制備技術領域，尤其涉及一種基于激光同軸送粉工藝修復支承輥的金屬粉末及其制備方法。

背景技術

冷軋支承輥是冷軋連退生產線上的設備，現普遍用Cr5合金鍛鋼輥，輥面設置淬透層，一般采用激光淬火工藝，層厚達100mm；其主要作用是防止工作輥在軋制時出現偏轉變形而影響軋板的平整度及質量，其服役條件復雜且惡劣，需要承受不規則磨損、彎輥力、軋制沖擊等導致的附加應力，其輥面工作壓力在1000t左右，局部甚至達2000t以上。國內常規冷軋產線上，冷軋支承輥的使用周期為一般15-20天，從新輥使用至報廢時間約2年半左右。冷軋輥的主要失效形式有兩種：一是疲勞磨損，工件尺寸達到軋機極限尺寸；二是由于應力過大，軋制過程中產生裂紋或輥面剝落與凹陷，輥面缺陷將直接導致產品表面缺陷，需要及時更換或修復失效的支承輥。

支承輥產生表面缺陷后，表面凹陷深度一般為5-15mm，國內生產企業大多采用更換全新的支承輥來保證產品表面質量，但是成本過高，因而對冷軋輥表面修復需求不斷提高。現在常規的修復方法為CMT電弧增材制造方法，這種修復方法由于熱影響區過大，易產生裂紋、氣孔、夾渣等焊接缺陷，堆焊層易剝落，修復后，輥面修復質量以及修復材料與基體結合程度均無法得到保證，該工藝條件下支承輥不具備重新服役的條件。

因此，現在亟需一種新的修復產品，使支承輥具有良好的抗剝落能力。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種基于激光同軸送粉工藝修復支承輥的金屬粉末及其制備方法，其可以是修復后的支承輥具有良好的抗剝落性能，延長服役周期。

一方面，本發明提供了一種基于激光同軸送粉工藝修復支承輥的金屬粉末，所述粉末由如下質量分數的化學成分組成：C：0.4-0.5％，Si：0.2-0.5％，Mn：0.2-0.5％，P≤0.02％，S≤0.015％，Cr：4.5-5.5％，Ni：0.15-0.82％，Mo：0.2-0.4％，V：0.1-0.2％，O≤0.03％，N≤0.03％，余下為Fe及不可避免雜質。

進一步地，所述粉末的微觀形貌為球形，所述粉末的粒徑服從正態分布。

進一步地，所述金屬粉末的粒徑為50-150μm。

進一步地，所述支承輥由如下質量分數的化學成分組成：

C：0.4-0.5％，Si：0.2-0.3％，Mn：0.2-0.4％，P≤0.02％，S≤0.015％，Cr：4.5-5.5％，Ni：0.15-0.82％，Mo：0.2-0.4％，V：0.1-0.2％，余下為Fe及不可避免雜質

另一方面，本發明提供了上述的一種基于激光同軸送粉工藝修復支承輥的金屬粉末的制備方法，其特征在于，所述方法包括，

將預合金棒加熱至1600-1700℃熔化后，在5-7Mpa的氣霧壓強下霧化，獲取熔滴；所述預合金棒由如下質量分數的化學成分組成：C：0.4-0.5％，Si：0.3-0.5％，Mn：0.4-0.5％，P≤0.02％，S≤0.015％，Cr：4.5-5.5％，Ni：0.15-0.82％，Mo：0.2-0.4％，V：0.1-0.2％，O≤0.03％，N≤0.03％，余下為Fe及不可避免雜質；

所述熔滴冷卻后，獲得金屬粉末。