[发明专利]一种用模具成型真空熔结制作复合材质导卫辊的工艺方法及其中的模具

说明书

技术领域

本发明提供一种工件的熔结复合工艺，具体的，涉及在导卫辊表面设置硬化层 的熔结工艺，尤其是一种用模具成型真空熔结制作复合材质导卫辊的工艺方法。本 发明还提供所述方法中使用的模具。

背景技术

导卫装置是线材轧机和棒材轧机入口和出口处对红钢起支撑和导向作用的装 置。由于使用环境恶劣，其中的导卫辊成为主要易损件。现大多数钢厂采用Cr12MoV 等材质制作导卫辊，但其使用寿命偏低，满足不了钢厂正常生产的需要；少数导卫 辊生产厂家也有通过各种表面强化或表面复合工艺制作复合材质导卫辊的，其使用 寿命较为理想，但工艺复杂、制作成本过高，不能为钢厂用户所接受。

现有技术中还有一种导卫辊表面强化的工艺，是在导卫辊的表面敷设由合金粉 末和粘接剂组成的混合物的糊状涂层，然后通过熔结的方法使得合金粉末固结在导 卫辊的表面，从而在导卫辊上形成一表面硬化层，以提高其表面硬度。现有技术在 该方法中，涂有所述混合物的导卫辊放入真空熔结炉中进行熔结。在熔结过程中， 表面涂层会发生流淌，导致导卫辊上的复合层薄厚不均，因此，往往需要多次重复 涂覆熔结工序，而且在每次熔结之后，还要通过机加工手段对由于流淌而造成外形 变化的导卫辊进行修正，其工艺的繁琐是可想而知的，另外，这种方法还造成了涂 层原料的损失。再有，为了防止放入真空熔结炉中的导卫辊毛坯因为流淌而使得流 淌液落到下层毛坯上和流到周围同层相邻的毛坯上，导卫辊毛坯在真空熔结炉中上 下前后左右的排放间距也要足够大。这样，对于真空熔结炉的空间利用率也比较低。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的不足，提供一种可以使得在熔结过程中工件 形态完整、没有流淌、工艺简单、操作方便的用模具成型真空熔结制作复合材质导 卫辊的工艺方法。

本发明的另一个目的在于提供上述方法中所用的模具。

本发明提供的用模具成型真空熔结制作复合材质导卫辊的工艺方法可以是：包 括如下工序步骤：

A.根据导卫辊毛坯的形状和尺寸提供成型模具，该成型模具为上下分体结构， 且上下模具分体件之间为无卡固的平面接触结合结构，该成型模具的腔室与导卫辊 毛坯的外形之间留有间隙，该间隙是填充合金粉末的余量；

B.将导卫辊毛坯放入成型模具的下半模中，然后再将成型模具的上半模扣在 所述成型模具的下半模上，位于所述导卫辊毛坯上；

C.通过成型模具上预留的填充孔将用于形成表面硬化层的镍基合金粉填充在 成型模具和导卫辊毛坯之间的所述间隙中；

D.将盛放有所述导卫辊毛坯的所述成型模具放入真空熔结炉中，进行熔结， 其包括加热过程、保温过程和冷却过程，

在加热过程中，

①从室温至425℃～480℃，加热时间30分钟～50分钟，然后保温30～50分钟；

②从425℃～480℃至850℃～900℃，加热时间40分钟～50分钟，然后保温 30分钟～50分钟；

③850℃～880℃至1065℃～1175℃，加热时间20分钟～40分钟，然后保温15 分钟～50分钟；

之后为冷却过程，

①随炉冷却到850℃～700℃；

②炉内通入高纯氮气压力只要达到0.1MPa即启动风机循环冷却，冷却至100℃，然后 出炉；

所述加热过程中炉内为真空环境，当炉内温度从室温升至950℃～970℃过程中，炉 内真空度应保持在1.33Pa～13.3Pa；炉温高于950℃～970℃时，炉内真空度应保持在133Pa～ 500Pa；

E.对经熔结后的工件进行精加工，使之达到设计尺寸要求。

本发明提供的用模具成型真空熔结制作复合材质导卫辊的工艺方法还可以是： 包括如下工序步骤：

A.在导卫辊毛坯的侧壁上涂敷由镍基合金粉和粘合剂混合的合金粉泥为预设 厚度形成涂覆层，然后烘干；

B.根据所述导卫辊毛坯的形状和尺寸提供成型模具，该成型模具为上下分体 结构，且上下模具分体件之间为无卡固的平面接触结合结构，该成型模具的腔室与 导卫辊毛坯的外形之间留有间隙，该间隙是所述涂覆层余量和精加工余量及公差；

C.将带有所述合金粉泥的涂覆层的所述导卫辊毛坯放入所述成型模具的下半 模中，然后再将所述成型模具的上半模扣在所述下半模上，置于所述导卫辊毛坯上；