[发明专利]一种高温自硬化复合侧导板衬板及其加工方法

说明书

本发明公开了一种高温自硬化复合侧导板衬板及其加工方法，包括基板16Mn钢板和在基板表面激光熔覆得到的高温耐磨自硬化层，高温耐磨自硬化层为Ni‑Zr‑Ti‑Nb‑Fe‑C‑B‑Al₂O₃‑ZrO₂‑hBN合金，可在服役过程中产生自硬化相和自润滑相，由40–60wt％Al₂O₃、5–10wt％ZrO₂、3–10wt％六方氮化硼和30–50wt％Ni‑Zr‑Ti‑Nb‑Fe‑C‑B合金组成，且Ni‑Cr‑Ti‑Nb‑Fe‑C‑B合金由Ni 75–90wt％、Zr 3–5wt％、Ti 5–10wt％、Nb 3–5wt％、Fe 1–5％、C 0.1–0.6wt％和B 0.005–0.1wt％组成。本发明通过残余压应力激光熔覆形成高温耐磨自硬化层，侧导板衬板服役过程中在残余弹性压应力和高温协同作用下生成自硬化相和加入自润滑相，解决热轧带钢时侧导板衬板磨损快、带钢端面被拉伤和硬质相脱落的问题。

技术领域

本发明属于冶金材料技术领域，具体涉及一种高温自硬化复合侧导板衬板及其加工方法。

背景技术

热轧钢带时，卷取机前侧导板衬板将带钢对中送入夹送辊，并在进入夹送辊时夹持带钢以减少钢卷的塔形和错层，侧导板以一定压力夹持带钢，造成侧导板与带钢接触部位安装的衬板与带钢产生相对滑动摩擦，在轧制时钢带温度高，最高温度可达1000℃，且钢带以10–20m/s的速度通过，衬板同时承受高温和高速摩擦冲击作用，导致衬板磨损极快。

由于高温、高速冲击摩擦的作用，侧导板衬板需具备耐高温、抗摩擦能力和抗高温冲击能力，要求高温硬度大、高温韧性好，但就热轧钢带质量而言，如果侧导板衬板硬度过大，则会造成热轧钢带出现边损缺陷，热轧钢带侧边被衬板拉毛，出现丝状毛刺。此外，如果脆硬相脱落掉在热轧板坯表面，会被压入板面，造成严重质量事故。因此，侧导板衬板既要高硬度又不能造成带钢边部损伤，还要与基体结合紧密不脱落。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高温自硬化复合侧导板衬板，以镍基合金为粘结剂，通过加入高温陶瓷相并在服役过程中自发析出弥散分布的自硬化相提高耐磨性能，通过加入高温润滑剂减小摩擦系数来解决板带拉毛问题，通过加入高活性金属元素和高温润滑剂解决高温润滑剂易剥落的问题。

本发明的另一目的在于提供上述高温自硬化复合侧导板衬板的加工方法，在16Mn钢表面激光熔覆具有耐高温磨损、自润滑、抗脱落功能的涂层，解决热轧带钢时侧导板衬板磨损快、带钢端面被拉伤和硬质相脱落的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种高温自硬化复合侧导板衬板，包括基板和在所述基板表面激光熔覆得到的高温耐磨自硬化层；其中，所述基板为16Mn钢板，所述高温耐磨自硬化层为Ni-Zr-Ti-Nb-Fe-C-B-Al₂O₃-ZrO₂-hBN合金，可在服役过程中产生自硬化相和自润滑相，由40–60wt％Al₂O₃、5–10wt％ZrO₂、3–10wt％六方氮化硼(hBN)和30–50wt％Ni-Zr-Ti-Nb-Fe-C-B合金组成，且所述Ni-Cr-Ti-Nb-Fe-C-B合金由Ni 75–90wt％、Zr 3–5wt％、Ti 5–10wt％、Nb3–5wt％、Fe 1–5％、C 0.1–0.6wt％和B 0.005–0.1wt％组成，Al₂O₃为耐磨相，ZrO₂为增韧相，hBN为自润滑相，Ni为粘结剂，Zr和Ti为润湿元素，C、B、Nb为自硬化元素。

优选地，所述高温耐磨自硬化层在服役温度为600–1100℃的过程中产生自硬化相和自润滑相。

优选地，所述Ni-Zr-Ti-Nb-Al-Fe-C-B合金的粉末粒径为15–150um。