一種熱軋棒材裙板輥道激光熔覆制備wc硬質(zhì)合涂層工藝方法
【專利摘要】一種熱軋棒材裙板輥道激光熔覆制備WC硬質(zhì)合涂層工藝方法，其特點是：球狀鑄造碳化鎢重量百數(shù)為40-60%，鎳基合金為粘接相重量百數(shù)為60-40%，進行配制混合；工作層機械加工及表面清理，油污等用溶劑或清洗劑清除，對銹層可用打磨或噴砂清除；激光熔覆加工，選用合適比例粘接相、球狀鑄造碳化鎢粉末，調(diào)節(jié)自動送粉裝置送粉速率，以滿足涂層厚度所需送粉速率；對激光熔覆硬質(zhì)合金涂層采用金剛石或立方氮化硼進行磨削加工處理至要尺寸。本發(fā)明在普通45#鋼材質(zhì)的棒材熱軋裙板輥道上，采用激光熔覆在基體上形成抗熱磨損的WC硬質(zhì)合金涂層，提高棒材熱軋裙板輥道的使用壽命，實現(xiàn)棒材熱軋裙板輥道的激光制造。
【專利說明】—種熱軋棒材裙板輥道激光熔覆制備WC硬質(zhì)合涂層工藝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采用激光熔覆技術(shù)修復(fù)冶金設(shè)備部件的方法，特別是涉及一種熱軋棒材裙板輥道激光熔覆制備WC硬質(zhì)合涂層工藝方法，屬于激光熔覆【技術(shù)領(lǐng)域】。
技術(shù)背景
[0002]在棒材軋制生產(chǎn)線上利用水平與傾斜兩種布置方式和裙板相互配合使用，將最后一道機架軋制出的棒材直接輸送到冷床上的輥道稱為裙板輥道。紅熱的軋件通過后在將在輥道表面形成犁溝；同時氧化皮脫落對輥道產(chǎn)生磨料磨損，形成表面的微切削。因而在工作過程中輥道的抗高溫磨損性能的不足導(dǎo)致表面出現(xiàn)深達6-8毫米磨損溝槽，特別更換軋材規(guī)格時，磨損溝槽將導(dǎo)致鋼材表面出現(xiàn)嚴重的質(zhì)量問題，而人工在線修磨輥道將帶來質(zhì)量管理困難。
[0003]傳統(tǒng)的制造裙板輥的工藝方法有高合金整體鑄造或鍛造、表面電弧堆焊、噴涂、滲碳(氮)等工藝方法經(jīng)在線生產(chǎn)使用難以滿足裙板輥的使用質(zhì)量要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種在熱軋棒線材裙板輥道激光熔覆制備WC硬質(zhì)合涂層工藝方法。本發(fā)明特點是在用普通45#材質(zhì)的棒材熱軋裙板輥道上通過采用激光熔覆的工藝手段，在基體上形成Imm左右的抗熱磨損的WC硬質(zhì)合金涂層，從而提高棒材熱軋裙板輥道的使用壽命，實現(xiàn)棒材熱軋裙板輥道的激光制造。本發(fā)明大幅延長棒材熱軋裙板輥道的輥役，實現(xiàn)資源效益最大化。另外激光熔覆工藝對環(huán)境無污染、無輻射、低噪聲，還具有生產(chǎn)率高、能耗低、成品率高以及綜合成本低等特點。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是。
[0006]一種熱軋棒材裙板輥道激光熔覆制備WC硬質(zhì)合涂層工藝方法，其特點是包括以下過程。
[0007]1、WC硬質(zhì)合金激光熔覆材料的配制。
[0008]A、鎳基合金為粘接相的化學(xué)成分。
[0009]碳0.45% 硅 3.9% 硼 2.3% 鉻 8.9% 鐵 2.6% 其余為鎳。
[0010]B、碳化鎢特征。
[0011]球狀鑄造碳化鎢，成分碳0.45%、余量為鎢。
[0012]C、粉末比例。
[0013]球狀鑄造碳化鎢重量百數(shù)為40-60%;鎳基合金為粘接相重量百數(shù)為60-40%。
[0014]按上述材料及配比范圍在電子天平上進行配制，并在專用混粉器進行混合4小時以上。
[0015]2、工作層機械加工及表面清理。
[0016]機械加工的目的是為了預(yù)留激光熔覆所需的工作層厚度，表面清理是保證涂層與基體結(jié)合強度的重要工序，油污等用溶劑或清洗劑清除，對銹層可用打磨或噴砂清除。
[0017]3、激光熔覆加工。
[0018]I)合金粉末的選擇和自動送粉裝置的調(diào)整。
[0019]根據(jù)工況，選用合適比例粘接相、球狀鑄造碳化鎢粉末，調(diào)節(jié)自動送粉裝置送粉速率，以滿足涂層厚度所需送粉速率。
[0020]2 )激光熔覆工藝參數(shù)。
[0021]聚焦鏡f = 3.5 mm *1 mm、10 mm *1 mm。
[0022]熔覆功率P=4000W。
[0023]溶覆掃描速度V=200—800mm/mi η。
[0024]熔覆厚度1.2-1.5 mm。
[0025]搭接率40?60%。
[0026]4、機械加工。
[0027]對激光熔覆硬質(zhì)合金涂層采用金剛石或立方氮化硼進行磨削加工處理至要尺寸。
[0028]本發(fā)明的原理:采用自行配制具有優(yōu)異抗熱耐磨性的WC硬質(zhì)合金復(fù)合粉末，且與基體具有良好冶金與力學(xué)相容性，在高功率激光束輻照工件表面的同時，采用自動送粉裝置同步向激光熔池送入合金粉末，合金粉末在熔池內(nèi)發(fā)生快速熔化和凝固，形成均勻致密的熔覆層，熔覆層與基體形成牢固的冶金結(jié)合，熔覆層厚度在1.2-1.5mm,厚度均勻，不產(chǎn)生剝落現(xiàn)象，提高裙板輥道使用壽命15倍以上。
[0029]本發(fā)明自行配制的合金粉末由于鎳基合金為粘接相與球狀鑄造碳化鎢具高的較高浸潤性及材料熱物性的差異協(xié)調(diào)性，因而有優(yōu)藝的抗熱磨損性。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢是。
[0031](I)為棒材裙板輥道提供了一種全新的制造與修復(fù)的工藝方法。
[0032](2)該工藝采用具有抗熱、耐磨性能優(yōu)異的硬質(zhì)合金復(fù)合粉末作為功能材料，應(yīng)用用激光熔覆的工藝方法將具有良好抗熱耐磨性能的合金粉末均勻地熔覆在輥的表面，形成高質(zhì)量、與基體形成良好的冶金結(jié)合的WC硬面復(fù)合層。

【具體實施方式】
[0033]實施例1。
[0034]熱軋棒線材裙板輥道激光熔覆制備WC硬質(zhì)合涂層工藝，包括以下過程。
[0035]1.WC硬質(zhì)合金激光熔覆材料的配制。
[0036]A、鎳基合金為粘接相的化學(xué)成分。
[0037]碳0.45% 硅 3.9% 硼 2.3% 鉻 8.9% 鐵 2.6% 其余為鎳。
[0038]B、碳化鶴特征。
[0039]球狀鑄造碳化鎢，成分碳4.5%、余量為鎢。
[0040]C、粉末比例。
[0041]球狀鑄造碳化鎢重量百數(shù)為50%;鎳基合金為粘接相重量百數(shù)為50%。
[0042]按上述材料及配比范圍在電子天平上進行配制，并在專用混粉器進行混合4小時以上。
[0043]2、工作層機械加工及表面清理。
[0044]機械加工的目的是為了預(yù)留激光熔覆所需的工作層厚度，表面清理是保證涂層與基體結(jié)合強度的重要工序，油污等用溶劑或清洗劑清除，對銹層可用打磨或噴砂清除。
[0045]3、激光熔覆加工。
[0046]I)合金粉末的選擇和自動送粉裝置的調(diào)整。
[0047]選用上述比例粘接相、球狀鑄造碳化鎢粉末，調(diào)節(jié)自動送粉裝置送粉速率，以滿足涂層厚度所需送粉速率。
[0048]2 )激光熔覆工藝參數(shù)。
[0049]聚焦鏡f = 3.5 mm *1 mm。
[0050]熔覆功率P=4000W。
[0051]熔覆掃描速度V=800mm/min。
[0052]熔覆厚度1.2mm。
[0053]搭接率45%。
[0054]4、機械加工。
[0055]對激光熔覆硬質(zhì)合金涂層采用金剛石或立方氮化硼進行磨削加工處理至要尺寸。
[0056]實施例2。
[0057]熱軋棒線材裙板輥道激光熔覆制備WC硬質(zhì)合涂層工藝，包括以下過程。
[0058]1.WC硬質(zhì)合金激光熔覆材料的配制。
[0059]A、鎳基合金為粘接相的化學(xué)成分。
[0060]碳0.45% 硅 3.9% 硼 2.3% 鉻 8.9% 鐵 2.6% 其余為鎳。
[0061]B、碳化鎢特征。
[0062]球狀鑄造碳化鎢，成分碳4.5%、余量為鎢。
[0063]C、粉末比例。
[0064]球狀鑄造碳化鎢重量百數(shù)為60%;鎳基合金為粘接相重量百數(shù)為40%。
[0065]按上述材料及配比范圍在電子天平上進行配制，并在專用混粉器進行混合4小時以上。
[0066]2、工作層機械加工及表面清理。
[0067]機械加工的目的是為了預(yù)留激光熔覆所需的工作層厚度，表面清理是保證涂層與基體結(jié)合強度的重要工序，油污等用溶劑或清洗劑清除，對銹層可用打磨或噴砂清除。
[0068]3、激光熔覆加工。
[0069]I)合金粉末的選擇和自動送粉裝置的調(diào)整。
[0070]選用上述比例粘接相、球狀鑄造碳化鎢粉末，調(diào)節(jié)自動送粉裝置送粉速率，以滿足涂層厚度所需送粉速率。
[0071]2)激光熔覆工藝參數(shù)。
[0072]聚焦鏡f = 10 mm *1 mm。
[0073]熔覆功率P=4000W。
[0074]熔覆掃描速度V=250mm/min。
[0075]熔覆厚度1.5 mm。
[0076]搭接率40%。
[0077]4、機械加工。
[0078] 對激光熔覆硬質(zhì)合金涂層采用金剛石或立方氮化硼進行磨削加工處理至要尺寸。
【權(quán)利要求】
1.一種熱軋棒材裙板輥道激光熔覆制備WC硬質(zhì)合涂層工藝方法，其特點是包括以下過程: (Owe硬質(zhì)合金激光熔覆材料的配制 A、鎳基合金為粘接相的化學(xué)成分 碳0.45%、硅3.9%、硼1.3%、鉻8.9%、鐵1.6%、其余為鎳； B、碳化鶴特征 球狀鑄造碳化鎢，成分碳0.45%、余量為鎢； C、粉末比例 球狀鑄造碳化鶴重量百數(shù)為40-60%;鎳基合金為粘接相重量百數(shù)為60—40%.； 按上述材料及配比范圍在電子天平上進行配制，并在專用混粉器進行混合4小時以上； (2)工作層機械加工及表面清理 機械加工的目的是為了預(yù)留激光熔覆所需的工作層厚度，表面清理是保證涂層與基體結(jié)合強度的重要工序，油污等用溶劑或清洗劑清除，對銹層可用打磨或噴砂清除； (3)激光熔覆加工 1)合金粉末的選擇和自動送粉裝置的調(diào)整 根據(jù)工況，選用合適比例粘接相、球狀鑄造碳化鎢粉末，調(diào)節(jié)自動送粉裝置送粉速率，以滿足涂層厚度所需送粉速率； 2)激光熔覆工藝參數(shù) 聚焦鏡f = 3.5 mm *1 mm、10 mm *1 mm, 熔覆功率P=4000W， 熔覆掃描速度V=200—800mm/min， 熔覆厚度1.2-1.5 mm, 搭接率40?60% ； (4)機械加工 對激光熔覆硬質(zhì)合金涂層采用金剛石或立方氮化硼進行磨削加工處理至所要尺寸。
【文檔編號】C22C29/08GK104250810SQ201310265070
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】趙越, 陳海濤, 張威 申請人:沈陽大陸激光成套設(shè)備有限公司