[发明专利]热轧板材精轧输送辊表面抗热耐磨合金涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金设备部件表面制备耐磨覆层的方法,特别是涉及一种采用激光熔覆技术制备热轧板材精轧输送辊表面抗热耐磨合金涂层的方法，属于激光熔覆技术领域。

背景技术

精轧输送辊是热连轧板材生产线配套设备部件之一，它的使用寿命和质量对提高板材钢产品质量和生产能力有致关重要的影响。输送辊在工作过程中采用水冷，导致表面冷热交替，易于疲劳和产生龟裂；同时受到热轧板带的压力和高温的影响，表面由于摩擦产生磨损，从而其外圆尺寸减小。因此，每年都有相当数量的输送辊报废或待修，给生产带来不利影响，造成了经济损失。鉴于在板材生产中的特殊性要求，输送辊的表面改性，无论对轧钢厂还是修复单位，都具有较大的经济效益和社会效益。

输送辊表面改性的主要方法是传统堆焊法和喷焊法。传统堆焊法及喷焊法得到的堆焊层组织粗大，热影响区面积大，稀释率大，并容易出现晶粒粗大及过热组织，结合强度不高，容易出现脱落、起皮现象。重熔温度控制是喷焊过程的关键所在。重熔温度过低，涂层未熔透，熔渣不易浮出表面，造成喷焊层与基材未产生良好的冶金结合，冷却后或在加工时易开裂，以及在喷焊层中含有气孔、夹渣；温度过高(过熔)，熔池会溢流，出现波浪状，而且喷焊层合金元素会过分烧损、氧化，熔渣增加，降低喷焊层质量；涂层重熔时温度较高，输送辊容易产生变形。堆焊带搭接区域耐磨性差导致优先磨损沟，这往往是输送辊堆焊修复失效的主要原因。

因此，选择适当的制备热轧板材精轧输送辊表面抗热耐磨合金涂层的工艺，使热轧板材精轧输送辊表面抗热耐磨合金涂层与基体结合强度高、耐磨性能好、合金覆层的厚度均匀，是所属领域当前亟待解决的课题。

激光熔覆技术作为一种先进的再制造技术，近年来得到了迅速推广和广泛应用。

激光熔覆技术利用高能量激光束聚集能量极高的特点，瞬间将在基材表面预置或与激光同步自动送置的、具有特殊物理、化学或力学性能的合金粉末完全熔化，同时基材部分熔化，形成一种新的复合型材料，激光束扫描后快速凝固，获得与基体冶金结合的致密覆层，以达到恢复几何尺寸和表面强化的目的。

目前，关于利用激光熔覆工艺制备设备部件耐磨合金覆层的专利和报道很多：例如，公开号为CN1932082的中国发明专利申请给出的《在结晶器表面激光快速熔覆制备耐磨抗热复合涂层工艺》，其特点在于利用高功率激光器,通过激光快速扫描在结晶器铜板表面熔覆与基体成冶金结合的良好的韧性打底过渡层,并通过激光宽带熔覆在打底合金表面制备耐磨及抗热性能优良的钴基合金。

公开号为CN1786272的中国发明专利申请给出的《激光熔覆镍基纳米WC/Co预涂层的制备方法》，该制备方法包括下列步骤：①按每克重的虫胶与10～20克重的无水乙醇称量虫胶和无水乙醇，然后将所述的虫胶加入无水乙醇中制成粘结剂；②根据需要按每克镍基纳米WC/Co粉末与0.1毫升～0.25毫升的粘结剂的比例，称量镍基纳米WC/Co粉末和所述的粘结剂并混合，充分搅拌均匀制成预涂胶；③将上述预涂胶均匀地涂在待激光熔覆处理的工件表面，制成预涂层；④烘干。采用自制的粘结剂制备镍基纳米WC/Co预涂层，然后再采用激光熔覆工艺，制备出了表面较平整，较细密、基本消除了裂纹与孔隙并与基体呈冶金结合的镍基纳米WC/Co复合涂层。

公开号为CN101338427的中国发明专利申请给出的《液压支架立柱缸筒、活塞杆耐磨抗蚀涂层的激光熔覆工艺》，包括以下工艺过程：首先立柱缸筒、活塞杆表面预处理：室温下对立柱缸筒、活塞杆表面进行除油、除锈，并用酒精清洗干净；然后合金粉末的选择和自动送粉装置的调节：选用具有优良耐磨抗蚀性能且与基体冶金相容性良好的铁基合金粉末，铁基合金粉末的成份中主要含有Fe、C、Cr、Ni、Mo、Si、N、Nb、Ta、B；最后自动送粉装置的调节：调节自动送粉装置，使自动送粉头出来的合金粉末正好落在激光熔池内，调节送粉量，使合金粉末涂层的厚度达到0.6-1.2mm。