一种层冷辊的激光合金化方法技术

本发明专利技术提供一种层冷辊的激光合金化方法，其包括如下步骤：将堆焊修复后的层冷辊表面车削0.2mm；使用无水乙醇清洗层冷辊表面；将白乳胶与合金粉末按比例混合均匀后，均匀地涂刷于层冷辊表面，涂层厚度为0.4‑0.5mm，晾干；将层冷辊固定在半导体激光加工机床上，利用卡盘带动层冷辊旋转，通过激光扫描白乳胶与合金粉末混合涂层，在层冷辊表面得到合金化层；对合金化后的层冷辊进行表面着色探伤；对层冷辊进行磨削加工，得到尺寸和表面光洁度均符合要求的合金化层冷辊。本发明专利技术具有工艺简单、可控性强、明显延长层冷辊使用寿命、成本低廉、节能环保、快速合金化等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种层冷辊的激光合金化方法
本专利技术属于金属表面处理
，具体特别涉及一种层冷辊的激光合金化方法。
技术介绍
层冷辊是连铸连轧、热连轧生产线中一种易损设备，其主要作用是将带钢冷却到一定温度，并从精轧机输送到卷取机。层冷辊的辊面损伤是其主要失效形式之一，热轧带钢与辊子相对速度差使得带钢边部不断与层冷辊摩擦，再加上喷淋冷却水的腐蚀作用，很容易造成辊子划伤。层冷辊的运行状况直接影响到带钢的表面质量，同时也直接关系到整个生产线的轧制节奏、生产能力和生产成本。因此，在实际生产过程中，保证层冷辊的正常工作、延长使用寿命是一个重要的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种工艺简单、可控性强、成本低廉、节能环保、快速的层冷辊的激光合金化方法。本专利技术主要是车削堆焊修复后的层冷辊表面，采用层冷辊上涂刷白乳胶与合金粉末混合物，通过激光扫描混合涂层，在层冷辊表面得到合金化层，从而使层冷辊实现激光合金化。本专利技术包括如下步骤：1)将堆焊修复后的层冷辊表面车削0.2mm；2)使用无水乙醇清洗层冷辊表面，去除表面粘附的杂质；3)将白乳胶与合金粉末按比例混合均匀后，均匀地涂刷于层冷辊表面，涂层厚度为0.4-0.5mm，晾干；所述白乳胶与合金粉末质量比为10-20:80-90；所述合金粉末的粒度为135-500目；所述合金粉末为NiCr、Cr3C2与WC的混合物，所述NiCr:Cr3C2:WC的质量比为：20-30:50-70:10-20；4)将步骤3)的层冷辊固定在半导体激光加工机床上，利用卡盘带动层冷辊旋转，通过激光扫描白乳胶与合金粉末混合涂层，在层冷辊表面得到合金化层；所述激光扫描时工艺参数控制为：激光器光斑为2×14mm矩形光斑，扫描功率为2500-4000W，扫描速度800-1500mm/min。5)对合金化后的层冷辊进行表面着色探伤；6)对层冷辊进行磨削加工，得到尺寸和表面光洁度均符合要求的合金化层冷辊。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1)工艺简单、不使用有毒有害原辅料、不会产生二次污染、节能环保、可控性强；2)激光合金化工艺能量分布密集，变形量小，合金层与基体间为冶金结合，结合性强，残余应力小；3)处理后的层冷辊表面可以获得组织细小的高强度、高硬度的组织结构，合金化过程中生成的各种碳化物相明显提高了合金层硬度、耐磨性和耐腐蚀性，合金层的硬度较堆焊修复后的层冷辊硬度提高了HRC10以上，可提高层冷辊寿命3倍以上，从而减少层冷辊的更换，降低生产成本，提高输送精度和效率。具体实施方式实施例1将堆焊修复后的层冷辊表面车削0.2mm，使用无水乙醇清洗层冷辊表面，去除表面粘附的杂质；按白乳胶与合金粉末的质量比为10:90的比例，其中合金粉末为NiCr、Cr3C2与WC的混合物，NiCr:Cr3C2:WC的质量比为：20:70:10，将白乳胶和粒度为135-500目合金粉末混合均匀后，均匀地涂刷于层冷辊表面，涂层厚度为0.4mm，晾干；将层冷辊固定在半导体激光加工机床上，利用卡盘带动层冷辊旋转，激光器光斑为2×14mm矩形光斑，扫描功率为2500W，扫描速度为800mm/min，通过激光扫描白乳胶与合金粉末混合涂层，在层冷辊表面得到合金化层；对合金化后的层冷辊进行表面着色探伤，并对层冷辊进行磨削加工，得到尺寸和表面光洁度均符合要求的合金化层冷辊。经检测，合金化层洛氏硬度较堆焊修复后的层冷辊硬度提高了HRC10以上，激光合金化层冷辊使用寿命提高了3倍以上。实施例2将堆焊修复后的层冷辊表面车削0.2mm，使用无水乙醇清洗层冷辊表面，去除表面粘附的杂质；按白乳胶与合金粉末的质量比为20:80的比例，其中合金粉末为NiCr、Cr3C2与WC的混合物，NiCr:Cr3C2:WC的质量比为：30:50:20，将白乳胶和粒度为135-500目合金粉末混合均匀后，均匀地涂刷于层冷辊表面，涂层厚度为0.5mm，晾干；将层冷辊固定在半导体激光加工机床上，利用卡盘带动层冷辊旋转，激光器光斑为2×14mm矩形光斑，扫描功率为4000W，扫描速度为1500mm/min，通过激光扫描白乳胶与合金粉末混合涂层，在层冷辊表面得到合金化层；对合金化后的层冷辊进行表面着色探伤，并对层冷辊进行磨削加工，得到尺寸和表面光洁度均符合要求的合金化层冷辊。经检测，合金化层洛氏硬度较堆焊修复后的层冷辊硬度提高了HRC10以上，激光合金化层冷辊使用寿命提高了3倍以上。实施例3将堆焊修复后的层冷辊表面车削0.2mm，使用无水乙醇清洗层冷辊表面，去除表面粘附的杂质；按白乳胶与合金粉末的质量比为10:90的比例，其中合金粉末为NiCr、Cr3C2与WC的混合物，NiCr:Cr3C2:WC的质量比为：25:65:10，将白乳胶和粒度为135-500目合金粉末混合均匀后，均匀地涂刷于层冷辊表面，涂层厚度为0.4mm，晾干；将层冷辊固定在半导体激光加工机床上，利用卡盘带动层冷辊旋转，激光器光斑为2×14mm矩形光斑，扫描功率为2800W，扫描速度为1000mm/min，通过激光扫描白乳胶与合金粉末混合涂层，在层冷辊表面得到合金化层；对合金化后的层冷辊进行表面着色探伤，并对层冷辊进行磨削加工，得到尺寸和表面光洁度均符合要求的合金化层冷辊。经检测，合金化层洛氏硬度较堆焊修复后的层冷辊硬度提高了HRC10以上，激光合金化层冷辊使用寿命提高了3倍以上。实施例4将堆焊修复后的层冷辊表面车削0.2mm，使用无水乙醇清洗层冷辊表面，去除表面粘附的杂质；按白乳胶与合金粉末的质量比为20:80的比例，其中合金粉末为NiCr、Cr3C2与WC的混合物，NiCr:Cr3C2:WC的质量比为：20:70:10，将白乳胶和粒度为135-500目合金粉末混合均匀后，均匀地涂刷于层冷辊表面，涂层厚度为0.5mm，晾干；将层冷辊固定在半导体激光加工机床上，利用卡盘带动层冷辊旋转，激光器光斑为2×14mm矩形光斑，扫描功率为3200W，扫描速度为1150mm/min，通过激光扫描白乳胶与合金粉末混合涂层，在层冷辊表面得到合金化层；对合金化后的层冷辊进行表面着色探伤，并对层冷辊进行磨削加工，得到尺寸和表面光洁度均符合要求的合金化层冷辊。经检测，合金化层洛氏硬度较堆焊修复后的层冷辊硬度提高了HRC10以上，激光合金化层冷辊使用寿命提高了3倍以上。实施例5将堆焊修复后的层冷辊表面车削0.2mm，使用无水乙醇清洗层冷辊表面，去除表面粘附的杂质；按白乳胶与合金粉末的质量比为20:80的比例，其中合金粉末为NiCr、Cr3C2与WC的混合物，NiCr:Cr3C2:WC的质量比为：20:60:20，将白乳胶和粒度为135-500目合金粉末混合均匀后，均匀地涂刷于层冷辊表面，涂层厚度为0.5mm，晾干；将层冷辊固定在半导体激光加工机床上，利用卡盘带动层冷辊旋转，激光器光斑为2×14mm矩形光斑，扫描功率为3400W，扫描速度为1250mm/min，通过激光扫描白乳胶与合金粉末混合涂层，在层冷辊表面得到合金化层；对合金化后的层冷辊进行表面着色探伤，并对层冷辊进行磨削加工，得到尺寸和表面光洁度均符合要求的合金化层冷辊。经检测，合金化层洛氏硬度较堆焊修复后的层冷辊硬度提高了HRC10以上，激光合金化层冷辊使用寿命提高了3倍以上。实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种层冷辊的激光合金化方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将堆焊修复后的层冷辊表面车削0.2mm；(2)使用无水乙醇清洗层冷辊表面，去除表面粘附的杂质；(3)按白乳胶与合金粉末的质量比为10:90‑20:80的比例，所述合金粉末为NiCr、Cr3C2与WC的混合物，NiCr:Cr3C2:WC的质量比为：20:70:10‑30:50:20，将白乳胶和粒度为135‑500目合金粉末混合均匀后，均匀地涂刷于层冷辊表面，涂层厚度为0.4‑0.5mm，晾干；(4)将步骤(3)的层冷辊固定在半导体激光加工机床上，利用卡盘带动层冷辊旋转，通过激光扫描白乳胶与合金粉末混合涂层，激光器光斑为2×14mm矩形光斑，扫描功率为2500‑4000W，扫描速度800‑1500mm/min，在层冷辊表面得到合金化层；(5)对合金化后的层冷辊进行表面着色探伤；(6)对层冷辊进行磨削加工，得到尺寸和表面光洁度均符合要求的合金化层冷辊。

【技术特征摘要】
1.一种层冷辊的激光合金化方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将堆焊修复后的层冷辊表面车削0.2mm；(2)使用无水乙醇清洗层冷辊表面，去除表面粘附的杂质；(3)按白乳胶与合金粉末的质量比为10:90-20:80的比例，所述合金粉末为NiCr、Cr3C2与WC的混合物，NiCr:Cr3C2:WC的质量比为：20:70:10-30:50:20，将白乳胶和粒度为135-500目合金粉末混合均匀后，均匀地涂刷于...

【专利技术属性】
技术研发人员：付宇明，付晨，赵俊召，苑晓斌，郑丽娟，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13