[發明專利]一種高溫耐磨自潤滑側導板襯板及其加工方法

在審

• 申請號: 202111113657.5
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113737177A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 李雷
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C32/00;C22C30/00;B22F9/08;B21C47/34
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 周一新

本發明公開了一種高溫耐磨自潤滑側導板襯板及其加工方法，該側導板襯板呈三明治結構，中間基板為45鋼，兩側為由激光熔覆得到的高溫耐磨自潤滑層，高溫耐磨自潤滑層由85–97wt％高熵合金、1–5wt％六方氮化硼和2–10wt％共晶BaF₂/CaF₂組成，高熵合金為NiFeAlCoCrB_x，由等摩爾的Ni、Fe、Al、Co、Cr和摩爾含量為x的B組成，x為0.02–0.1，采用兩路激光熔覆在中間基板表面形成高溫耐磨自潤滑層。本發明采用高熵合金提高襯板硬度，采用氮化硼和共晶BaF₂/CaF₂共同提高襯板高溫潤滑性，有效解決熱軋帶鋼時側導板襯板磨損快、壽命短及帶鋼端面被拉傷的問題。

技術領域

本發明屬于冶金材料領域，具體涉及一種高溫耐磨自潤滑側導板襯板及其加工方法。

背景技術

熱軋鋼帶產線卷取機前，側導板襯板為熱軋廠主軋線卷取區域的關鍵設備，其作用是將帶鋼對中送入夾送輥，并在進入夾送輥時夾持帶鋼以減少鋼卷的塔形和錯層，根據不同鋼種及規格，側導板以不同預設定的壓力夾持帶鋼，造成側導板與帶鋼接觸部位安裝的襯板與帶鋼產生相對滑動摩擦，在軋制時，鋼帶溫度高，最高溫度可達1100℃，且鋼帶通過速度高，可達15m/s，襯板不但承受摩擦作用，而且是高溫沖擊摩擦，很快導致襯板磨損。因此，側導板襯板需具備耐高溫摩擦能力和抗高溫沖擊能力，也即需要高溫強度大、高溫硬度大，但如果其硬度大，會造成帶鋼端面被襯板拉毛，出現絲狀毛刺，損傷帶鋼，這就需要側導板既要有高硬度又不造成帶鋼邊部損傷。

為了既提高襯板硬度又減少帶鋼邊損，有研究提出在高溫強度大的材料中加入高溫潤滑劑來解決上述問題。常用的潤滑劑石墨、二硫化鉬在高溫下會被氧化失效，在超過400℃后，其潤滑效果失效，六方氮化硼具有類似于石墨的結構，俗稱“白石墨”，具有高溫潤滑效果，在900℃下仍有良好的潤滑效果，但氮化硼價格較貴，而氟化物具有高的化學和熱穩定性，共晶BaF₂/CaF₂在溫度超過400℃后，由脆性向塑性轉變，剪切強度降低，顯示出良好的潤滑性，潤滑性即使到950℃后也不會降低，美國NASA采用Ag與共晶BaF₂/CaF₂為潤滑相，制備了PS200、PS212、PS300、PS304、PS400等高溫潤滑涂層，在500–1000℃之間時，其摩擦系數在0.16–0.4之間波動，解決了斯特林發動機高溫潤滑和空氣動壓軸承高溫起軸轉停潤滑的問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種高溫耐磨自潤滑側導板襯板，解決熱軋帶鋼時側導板襯板磨損快、壽命短以及帶鋼端面被拉傷的問題，既提高高溫強度又降低摩擦系數，在提高側導板襯板壽命的同時杜絕帶鋼端面拉絲現象，保證邊部完整性。

本發明的另一目的在于提供上述高溫耐磨自潤滑側導板襯板的加工方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明提供的一種高溫耐磨自潤滑側導板襯板，呈三明治結構，中間基板為45鋼，兩側為由激光熔覆得到的高溫耐磨自潤滑層，所述高溫耐磨自潤滑層由85–97wt％高熵合金、1–5wt％六方氮化硼和2–10wt％共晶BaF₂/CaF₂組成，其中所述高熵合金為NiFeAlCoCrB_x，由等摩爾的Ni、Fe、Al、Co、Cr和摩爾含量為x的B組成，x為0.02–0.1。為提高高溫硬度，在基板表面激光熔覆高熵合金形成簡單的FCC、BCC晶格，硬度高，晶格結構單一，高溫穩定性好，并通過固溶強化和沉淀強化提高強度和硬度；為解決帶鋼邊部損傷的問題，在高熵合金中加入高溫自潤滑材料六方氮化硼和共晶BaF₂/CaF₂來提高高溫自潤滑性能。