一种耐磨导辊制备方法技术

一种耐磨导辊制备方法，属于耐磨材料技术领域。先采用精密铸造方法制造导辊本体，导辊本体的化学组成及其质量百分数为:0.30～0.45C,15.0～18.0Cr,8.0～10.0Mn,0.30～0.42N,4.0～5.5Ni,0.2～0.6Si,0.06～0.10Nb,S<0.03,P<0.04,余量为Fe及不可避免的杂质。导辊本体经粗加工后，再在其工作面涂覆厚度为1.8～2.5mm的高硬度耐磨熔覆层，从而使导辊寿命大幅度提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种导辊的制备方法，特别涉及，属于耐磨材料
。
技术介绍
20世纪60年代第一台全新结构的摩根45°高速线材精轧机问世后，引起了线材生产领域的革命性变化。经过近40多年不断的改进和更新换代，线材轧制速度突破了以往的极限，跃升到120?150m/s的惊人高速。随着轧机轧制速度的提高，滑动导卫装置逐渐被滚动导卫(导辊)所取代。导辊是高速线材轧机上的主要消耗工具，国内年消耗量500万件以上，国际市场的导辊年消耗量800?1000万件。导辊工作中除了承受线材的摩擦作用外,还受线材的冲击和高温线材的加热及冷却水的激冷,导辊要求高硬度、高韧性、高热疲劳抗力和抗粘钢性。但是，目前我国制造的导辊使用寿命较低，影响轧钢生产效率和产品合格率的提高。为了提高导辊性能，中国专利技术专利CN 103882424公开了一种带有激光熔覆涂层的高速线材轧机导卫辊的制备方法，其特征是该方法包括以下步骤:a.导卫辊的基体选用轴承钢、中碳钢或低合金钢材料，按导辊成品尺寸，采用车床进行粗加工，各加工面留出0.2-0.5mm的精加工余量；b.对激光熔覆的滚面凹槽位置进行车削出0.5-1.5mm的熔覆余量，并对熔覆面进行清洁处理；c.配置耐磨熔覆材料，选用含碳化铬增强材料的镍基或钴基激光熔覆粉末；d.采用高功率C02或YAG或半导体或光纤激光器在滚面凹槽表面直接送粉进行激光熔覆扫描，YAG激光器激光功率为300W?500W，CO2、半导体和光纤激光器为2000W?4000W，扫描速度在lmm/s-15mm/s，涂层厚度要留0.3mm?0.5mm的加工余量；e.对激光熔覆后的滚动导卫辊进行精加工，达到尺寸精度与表面光洁度要求。中国专利技术专利CN101695713A还公开了 WC复合导辊及其制造方法，复合导辊是在钢基体的表面有复合材料层，其特征是钢基体是碳含量按重量百分比为0.2?0.7%的碳素钢或合金钢；复合材料层按重量百分比的材料成分是:WC为10?50%、C为0.2?0.8%, Cr为O?3.0%, Mo为O?2.0%、Μη为O?2.0%,RE为0.11 — 0.5%、其它金属和非金属元素总量不超过5%，余量为Fe。将复合材料粉体以等离子喷涂的涂敷方法涂敷于钢基体表面，并采用氩弧重熔方法使其与钢基体一起重熔，在钢基体表面形成复合材料层；或直接将复合材料粉体喷洒于钢基体表面，并采用氩弧重熔方法使其与钢基体一起重熔。该专利技术复合导辊硬度高、耐磨性好、脆性低、可热处理、可机械加工、成本低、性价比高。中国专利技术专利CN 1931462还公开了 SiC复合导辊及其制造方法，其特征是在钢基体的表面有复合材料层，复合材料层的材料成分为:SiC5 ?40%、C0.2 ?0.6%, CrO ?3.0%,Mo0 ?2.0%,Μη0 ?2.0%、其它金属和非金属元素总量不超过5%，余量为Fe。复合材料粉体或线材或棒材以热喷涂、热喷焊或激光熔敷的涂敷方法涂敷于钢基体表面，在复合材料与所述钢基体之间形成结合。该专利技术复合导辊具备硬度高，耐磨性好，脆性较低，可热处理，可机械加工，成本低，性价比高等优良性能。中国专利技术专利CN1990906还公开了一种棒、线材轧机中导辊与起套辊高能离子注入碳化钨(WC)梯度材料制造技术，该专利技术通过在低真空情况下适当充入惰性气体，且在异常辉光放电条件下，形成高能钨离子和惰性气体离子。首先将导辊或起套辊进行气体软氮化处理后，然后在一定温度下，将金属钨离子注入到导辊或起套辊表面，再对钨进行碳化处理；或者首先将导辊或起套辊进行气体软氮化处理后，再进行金属钨离子和碳离子的双离子高能注入。该技术可以在导辊或起套辊的表层形成一定深度的碳化钨合金层，提高了金属表面的硬度，改善了导辊或起套辊表面的耐磨性、耐高温性和自润滑性。用该专利技术制造的产品具有耐高温、高硬度、高强度、高耐磨、耐腐蚀等优点，并显著地提高了导辊或起套辊的使用寿命。中国专利201120010122.0还公开了一种复合耐磨轧钢导辊，包括导辊基体和涂覆于所述导辊基体表面上的耐磨性涂层，涂层厚度为0.1mm?2mm ;导辊基体中间开有与导辊基体同轴的通孔。耐磨性涂层的材料为高合金材料或金属陶瓷材料中的一种。导辊基体的材料为高锰钢、低碳钢、合金钢、灰口铸铁或球墨铸铁中的一种。该技术尤其适用于轧钢连轧系统的滚动导卫装置，具有可提高导辊的耐磨损、耐高温、耐热冲击等性能、延长导辊的使用寿命并降低导辊的制造成本等优点。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术上述导辊普遍存在硬度低、耐磨性差等不足，提供一种在低合金导辊表面通过激光熔覆方法，涂覆一层硬度高、高温耐磨性好、抗激冷激热性能优异的合金材料，从而实现导辊耐磨性的大幅度提高。 本专利技术目的可以通过以下工艺步骤来实现: ①先采用精密铸造方法制造导辊本体，导辊本体的化学组成及其质量百分数为:0.30 ?0.45C, 15.0 ?18.0Cr, 8.0 ?10.0Mn, 0.30 ?0.42N, 4.0 ?5.5Ni, 0.2 ?0.6Si, 0.06?0.1ONb, S〈0.03，P〈0.04，余量为Fe及不可避免的杂质。铸造导辊本体经清砂、打磨后，随炉加热至1030?1050°C，保温I?2小时后水冷，随后粗加工； ②采用铬铁粉、钒铁粉、钛铁粉、硼铁粉、钥铁粉、钨铁粉和纯铁粉配料，上述粉末140?200目，采用同步送粉的方法，用激光器在粗加工后的导辊本体工作表面制备耐磨熔覆层，耐磨熔覆层的化学组成及其质量百分数为:10.0?10.8Cr, 2.0?2.5V, 0.5?0.8Ti, 1.8 ?2.2B, 4.5 ?5.2Mo, 6.5 ?7.0ff, 1.20 ?1.35C,〈0.7Si,〈0.02S,〈0.03P,余量为Fe及不可避免的杂质。 激光光斑尺寸为5mmX 5mm，激光头及送粉喷头固定在一台工业机器人手臂上，熔覆时通入氩气保护熔池，耐磨熔覆层熔覆后的厚度为1.8?2.5mm，最后精加工至导辊规定的尺寸和精度，即可获得耐磨导辊，成品耐磨导辊耐磨熔覆层厚度为1.5?2.0mm。 本专利技术耐磨导辊本体的化学组成及其质量百分数为:0.30?0.45C, 15.0?18.0Cr, 8.0 ?10.0Mn, 0.30 ?0.42N, 4.0 ?5.5Ni, 0.2 ?0.6Si，0.06 ?0.1ONb, S〈0.03，P〈0.04，余量为Fe及不可避免的杂质。上述本体材料经1030?1050°C淬火后，可获得强度高、韧性和耐蚀性好的奥氏体基体组织，可确保导辊本体的重复使用。 在粗加工后的导辊本体上，采用同步送粉的方法，用激光器熔覆制备耐磨涂层，具有组织细小、致密，且熔覆层与导辊本体呈现良好的冶金结合，确保导辊使用中不开裂和剥落。熔覆层的化学组成及其质量百分数为:10.0?10.8Cr, 2.0?2.5V, 0.5?0.8Τ?, 1.8? 2.2B, 4.5 ?5.2Mo, 6.5 ?7.0ff, 1.20 ?1.35C,〈0.7Si,〈0.02S,〈0.03P,余量为 Fe 及不可避免的杂质，可确保熔覆层具有高硬度、优异的耐磨性和抗冷热疲劳性能。 本专利技术与现有技术相比，具有以下特点: 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐磨导辊制备方法，其特征在于，包括以下步骤：①先采用精密铸造方法制造导辊本体，导辊本体的化学组成及其质量百分数为:0.30～0.45C,15.0～18.0Cr,8.0～10.0Mn,0.30～0.42N,4.0～5.5Ni,0.2～0.6Si,0.06～0.10Nb,S<0.03,P<0.04,余量为Fe及不可避免的杂质；铸造导辊本体经清砂、打磨后，随炉加热至1030～1050℃，保温1～2小时后水冷，随后粗加工；②采用铬铁粉、钒铁粉、钛铁粉、硼铁粉、钼铁粉、钨铁粉和纯铁粉配料，上述粉末140～200目，采用同步送粉的方法，用激光器在粗加工后的导辊本体工作表面制备耐磨熔覆层，耐磨熔覆层的化学组成及其质量百分数为:10.0～10.8Cr,2.0～2.5V,0.5～0.8Ti,1.8～2.2B,4.5～5.2Mo,6.5～7.0W,1.20～1.35C,<0.7Si,<0.02S,<0.03P,余量为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨导辊制备方法，其特征在于，包括以下步骤: ①先采用精密铸造方法制造导辊本体，导辊本体的化学组成及其质量百分数为:0.30 ?0.45C, 15.0 ?18.0Cr, 8.0 ?10.0Mn, 0.30 ?0.42N, 4.0 ?5.5Ni, 0.2 ?0.6Si, 0.06?0.1ONb, S〈0.03，P〈0.04，余量为Fe及不可避免的杂质；铸造导辊本体经清砂、打磨后，随炉加热至1030?1050°C，保温I?2小时后水冷，随后粗加工； ②采用铬铁粉、钒铁粉、钛铁粉、硼铁粉、钥铁粉、钨铁粉和纯铁粉配料，上述粉末140?200目，采用同步送粉的方法，用激光器在粗加工后的导辊本体工作表面制备耐磨熔覆层，耐磨熔覆层的化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王开明，符寒光，蒋志强，雷永平，符定梅，刘建伟，魏永强，刘元朋，文振华，王振，冯宪章，冯锡兰，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11