[发明专利]钢厂夹送辊表面激光熔覆Fe-Cr合金耐磨涂层制备工艺

说明书

本发明涉及激光熔覆增材制造技术领域，公开一种钢厂夹送辊表面激光熔覆Fe‑Cr合金耐磨涂层制备工艺，按摩尔质量百分比进行粉体材料配制球形粉末，采用电磁混粉装置进行粉末混合，粒径45‑105μm。激光熔覆的熔覆层数为2层，第一层熔覆层熔覆轨迹采用两条螺旋线交错形式，第一条螺旋线从夹送辊一端开始，第一条螺旋线轨迹运行完成后，第二条螺旋线从另一端开始；第二层熔覆层采用分区熔覆方式，分4个区域进行对称式熔覆，在每个区域熔覆过程中采用振动时效设备进行消应力处理。本发明通过粉体材料的调配和熔覆方式的组合，结合同步振动时效处理，可提高夹送辊表面涂层的耐磨性能和平均洛氏硬度，提高涂层质量，延长部件在产线上的更换周期。

技术领域

本发明涉及激光熔覆增材制造技术领域，具体而言涉及一种钢厂夹送辊表面激光熔覆 Fe-Cr合金耐磨涂层制备工艺。

背景技术

钢厂夹送辊装置用以帮助精轧机轧出的线材头部进入吐丝机成圈，并且防止高速运行的线材尾部出轧机时因脱离约束而加速造成堆钢阻塞事故。夹送辊由上、下辊、上辊开闭装置、辊缝调节装置及夹送辊夹送辊结构传动装置等组成。

为了改善咬入条件和使带钢头部往下弯，夹送辊是一对上大下小的辊子，上下辊之间有 10°～20°的偏角，带钢头部进人夹送辊后，头部被迫下弯，进人卷取机入口导板。夹送辊上下辊都带有凸度，利于带材卷取时对中及延长辊子寿命。夹送辊对带材施加后张力是由夹送辊的压紧力和传动马达决定的。随着轧制高速化，带钢厚度增大和材质高强度化。下夹送辊承受很大的压力，多采用实心锻钢辊；为提高耐磨性，辊面均堆焊硬质合金。

夹送辊表面强化除了传统的电弧堆焊方式以外，在激光再制造应用领域，国内对夹送辊表面强化一般采用高硬度的铁基材料，由于熔覆厚度较大、裂纹倾向严重，熔覆过程一般需要预热处理和熔覆后保温处理，熔覆过程温度控制不合适容易导致裂纹的产生。加热方式的引入增加了操作过程的难度，同时延长了单件产品的生产时间。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的冶金行业板材夹送辊存在严重磨损的问题，提供一种钢厂夹送辊表面激光熔覆用耐磨Fe-Cr合金粉体材料及涂层制备工艺，可显著提高夹送辊表面耐磨性能，延长部件使用寿命，同时提高表面抗腐蚀性能。

根据本发明的第一方面提出一种钢厂夹送辊表面激光熔覆用耐磨Fe-Cr合金粉体材料，按照摩尔质量百分比包括以下成分配比：C-0.8％，Cr-12.6％，Nb-0.07％，Si-0.28％，Mn-0.26％，以及V-W-Mo-Ni与Fe，其中V-W-Mo-Ni的总量低于6％，Fe构成余量；

所述合金粉体材料为球形，粒径45-105μm，氧含量150ppm以下。

优选地，所述V-0.6％，W-1.9％，Mo-2.6％，Ni-0.24％。

根据本发明的第二方面还提出一种激光熔覆制备钢厂夹送辊表面耐磨涂层的工艺，包括以下步骤：

步骤1、按摩尔质量百分比进行粉体材料配制；

步骤2、耐磨涂层制备，包括：

第一层熔覆层制备：夹送辊工件旋转、熔覆加工头直线进给，熔覆轨迹采用两条螺旋线交错形式，第一条螺旋线从夹送辊一端开始，道与道间距为单道熔覆宽度的1/2，第一条螺旋线轨迹运行完成后，第二条螺旋线从另一端开始，螺旋线间距为单道熔覆宽度的1/2，熔覆完成后采用振动时效设备进行消应力处理；

第二层熔覆层制备：激光束熔覆与振动时效设备组合使用，熔覆过程中工件不旋转，熔覆加工头通过机器人走1/4圆弧轨迹，并且在整个夹送辊辊面采用分区熔覆方式，表面均匀地等分为4个区域，并进行对称式熔覆，在每个区域熔覆过程中同步接入振动时效设备进行消应力处理。

优选地，所述步骤1中，按摩尔质量百分比进行粉体材料配制后，采用电磁混粉装置进行粉末混合1h，并在使用之前100℃真空干燥1.5h。