一种加热炉炉底辊辊环的激光表面合金化处理工艺，包括以下工艺步骤：采用的铬镍碳合金粉末按重量百分比的成分为：Cr：65%-80%、Ni：17%-28%、C：3%-7%；选用Φ3mm窄带光斑或10×1mm宽带光斑对基体进行扫描；开启CO2激光器，工作平台为数控激光加工机；采用同轴或旁轴送粉装置将合金粉末自动送入激光熔池，在辊环面形成均匀致密的合金化涂层，其厚度在0.3-0.5mm；进行裂纹探伤检测并判断有无裂纹产生。本发明专利技术强化了炉底辊辊环面，提高辊环使用寿命，基本解决了辊环面结瘤的问题，节约了换辊时间和维修时间，提高了加热炉作业效率，降低了生产成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及加热炉炉底辊辊环表面强化工艺领域，具体为一种加热炉炉底辊辊环的激光表面合金化处理工艺。
技术介绍
炉底辊是冶金行业各种热处理件输送过程中的关键零部件，其广泛应用于各种热处理炉，其中包括连续退火炉、加热炉、热处理常化炉等。加热炉炉底辊起输送钢坯的作用，而为了保证钢坯在后续的轧制过程中不出现质量问题，防止钢棍与钢板高温接触时在钢棍表面形成结瘤物至关重要。加热炉炉底辊辊环现在比较普遍地使用Co50合金材质，而此种材质又是炉底辊制造领域顶级的材料，成本昂贵，其在使用过程中，辊环面也无法完全克服结瘤的问题，导致需要定期替换在线炉底辊进行辊环的除瘤修复甚至报废，严重影响生产进度，大大增加了加热炉的运行成本。加热炉炉底辊是输送钢坯的关键零部件，现行有多种工艺方法用于加热炉炉底辊的制造，其中Co基材料的选择占有十分重要的地位。如辊环整个结构件采用Co50材质，采用整体铸造方法制作，其特点是耐高温氧化，并有一定的高温下保持硬度的能力，其在高温强度、抗热冲击和耐磨损性能方面亦有不俗变现，但是用此种方法制造的炉底辊，十分昂贵，并且在寿命期内也无法避免辊环面结瘤现象的发生，因此，应用表面强化处理方法进行炉底辊的制造也是人们一直努力的方向。PRAXAIR公司在炉温超过900℃的工作环境下采用了在辊面进行镍铬碳化铬和钴基耐高温合金喷涂的工艺手段，结果炉底辊在使用过程中也会发生结瘤，甚至部分涂层产生早期失效、脱落。目前也有在炉底辊辊面喷涂氧化物陶瓷的尝试，如氧化锆-氧化钇体系和氧化铝-氧化铬体系，这些陶瓷涂层在高温下有很强的防结瘤效果，但是在高温状态下不稳定，甚至会与钢板表面析出元素发生化学反应。激光表面合金化处理方法与热喷涂方法一样，是一种表面强化工艺手段。利用其在材料表面制备功能型涂层与使用热喷涂方法在一般材质表面形成一层功能性涂层，从而达到节约成本又保证产品使用性能目的的设计思路一脉相承。针对炉底辊辊环面结瘤来说，使用激光表面合金化工艺方法较之传统的热喷涂方法有以下优点：1.激光表面合金化方法，其形成的强化涂层与基材形成的是冶金结合而非机械结合，因此涂层不会产生早期脱落；2.应用激光表面合金化方法制备的涂层表层其致密性优于喷涂层，又由于炉底辊辊面结瘤的机理原因，激光表面熔覆方法制备的涂层表面其防结瘤性能要优于喷涂层。选用同样的涂层粉末体系，激光表面合金化方法在保持上述比较于热喷涂方法优势的同时又不失其加工变形小、强化层组织细密、自动化程度高等优点，因此应用其对炉底辊辊环面进行表面合金化处理。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种加热炉炉底辊辊环的激光表面合金化处理工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种加热炉炉底辊辊环的激光表面合金化处理工艺，包括以下工艺步骤：（1）对加热炉炉底辊辊环面进行除油、除锈，并对眼睛板加工部位进行检验；（2）合金粉末和送粉方式的选择：采用铬镍碳合金粉末，其按重量百分比的成分为：Cr：65%-80%、Ni：17%-28%、C：3%-7%；采用同轴或旁轴送粉方式；（3）扫描方式的选择：选用Φ3mm窄带光斑或10×1mm宽带光斑对基体进行扫描；（4）耐磨面激光合金化处理：开启CO2激光器，工作平台为数控激光加工机；采用同轴或旁轴送粉装置将合金粉末自动送入激光熔池，在辊环面形成均匀致密的合金化涂层，其厚度在0.3-0.5mm；其工艺参数如下：聚焦镜F=300-400mm合金化功率P=2000-5000W光斑尺寸D=3-10mm扫描速度V=600-1500mm/min搭接率40%-60%；（5）对步骤（4）中制备的合金化涂层进行裂纹探伤检测并判断有无裂纹产生。作为本专利技术进一步的方案：步骤（1）为：室温下用清洗剂对加热炉炉底辊辊环面进行除油、除锈，并用酒精清洗干净；用着色探伤法对眼睛板加工部位进行检验，要求加工部位无裂纹、气孔、夹杂。作为本专利技术进一步的方案：步骤（2）中所述的铬镍碳合金粉末按重量百分比的成分为：Cr：71%、Ni：24%、C：5%。作为本专利技术进一步的方案：步骤（4）中所述合金化涂层的厚度为0.4mm。作为本专利技术再进一步的方案：步骤（4）的具体工艺参数如下：聚焦镜F=350mm合金化功率P=3500W光斑尺寸D=6mm扫描速度V=1000mm/min搭接率50%。本专利技术采用激光表面合金化工艺，合金化涂层组织主要由铬碳化物和过饱和固溶体超细铸态组织组成，这种组织高温下保持硬度能力很强，并且在细晶强化、固溶强化、弥散强化三中强化机制的作用下，合金化涂层的硬度值能保持在较高水平，且不低于热喷涂方法制备的涂层。另外，根据已有理论，激光合金化处理形成的合金化涂层，其耐高温磨损性能、耐高温氧化性能、耐高温腐蚀性能都十分优异。针对炉底辊辊环面结瘤的问题，合金化涂层的高致密度和高硬度保证了其抗结瘤的良好表现，产品在使用过程中也的确表现出很好的抗结瘤能力。有益效果本专利技术强化了炉底辊辊环面，提高辊环使用寿命，基本解决了辊环面结瘤的问题，节约了换辊时间和维修时间，提高了加热炉作业效率，降低了生产成本；另外，激光合金化工艺对环境无污染、无辐射、低噪声、成品率高、综合成本低等特点。因此，采用激光合金化技术对炉底辊辊环面进行表面强化处理将产生显著的经济效益和社会效益。具体实施方式为了使本专利技术的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例，进一步阐述本专利技术。实施例1一种加热炉炉底辊辊环的激光表面合金化处理工艺，包括以下工艺步骤：（1）室温下用清洗剂对加热炉炉底辊辊环面进行除油、除锈，并用酒精清洗干净；用着色探伤法对眼睛板加工部位进行检验，要求加工部位无裂纹、气孔、夹杂等缺陷；（2）合金粉末和送粉方式的选择：选用自主研发的耐高温的铬镍碳合金粉末，其按重量百分比的成分为：Cr：71%、Ni：24%、C：5%；采用同轴送粉方式；（3）扫描方式的选择：选用Φ3mm窄带光斑对基体进行扫描；（4）耐磨面激光合金化处理：开启5000型CO2激光器，工作平台为SIMENS数控激光加工机；采用同轴或旁轴送粉装置将合金粉末自动送入激光熔池，在辊环面形成均匀致密的合金化涂层，其厚度在0.3mm；其工艺参数如下：聚焦镜F=315mm合金化功率P=3500W光斑尺寸D=3mm扫描速度V=1000mm/min搭接率50%；（5）对步骤（4）中制备的合金化涂层进行裂纹探伤检测并判断有无裂纹产生。实施例2一种加热炉炉底辊辊环的激光表面合金化处理工艺，包括以下工艺步骤：（1）室温下用清洗剂对加热炉炉底辊辊环面进行除油、除锈，并用酒精清洗干净；用着色探伤法对眼睛板加工部位进行检验，要求加工部位无裂纹、气孔、夹杂等缺陷；（2）合金粉末和送粉方式的选择：选用自主研发的耐高温的铬镍碳合金粉末，其按重量百分比的成分为：Cr：71%、Ni：24%、C：5%；采用旁轴送粉方式；（3）扫描方式的选择：选用10×1mm宽带光斑对基体进行扫描；（4）耐磨面激光合金化处理：开启5000型CO2激光器，工作平台为SIMENS数控激光加工机。采用同轴或旁轴送粉装置将合金粉末自动送入激光熔池，在辊环面形成均匀致密的合金化涂层，其厚度在0.5mm；其工艺参数如下：聚焦镜F=312本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种加热炉炉底辊辊环的激光表面合金化处理工艺，其特征在于，包括以下工艺步骤：（1）对加热炉炉底辊辊环面进行除油、除锈，并对眼睛板加工部位进行检验；（2）合金粉末和送粉方式的选择：采用铬镍碳合金粉末，其按重量百分比的成分为：Cr：65%‑80%、Ni：17%‑28%、C：3%‑7%；采用同轴或旁轴送粉方式；（3）扫描方式的选择：选用Φ3mm窄带光斑或10×1mm宽带光斑对基体进行扫描；（4）耐磨面激光合金化处理：开启CO2激光器，工作平台为数控激光加工机；采用同轴或旁轴送粉装置将合金粉末自动送入激光熔池，在辊环面形成均匀致密的合金化涂层，其厚度在0.3‑0.5mm；其工艺参数如下：聚焦镜F=300‑400mm合金化功率P=2000‑5000W光斑尺寸D=3‑10mm扫描速度V=600‑1500mm/min搭接率40%‑60%；（5）对步骤（4）中制备的合金化涂层进行裂纹探伤检测并判断有无裂纹产生。
【技术特征摘要】
1.一种加热炉炉底辊辊环的激光表面合金化处理工艺，其特征在于，包括以下工艺步骤：（1）对加热炉炉底辊辊环面进行除油、除锈，并对眼睛板加工部位进行检验；（2）合金粉末和送粉方式的选择：采用铬镍碳合金粉末，其按重量百分比的成分为：Cr：65%-80%、Ni：17%-28%、C：3%-7%；采用同轴或旁轴送粉方式；（3）扫描方式的选择：选用Φ3mm窄带光斑或10×1mm宽带光斑对基体进行扫描；（4）耐磨面激光合金化处理：开启CO2激光器，工作平台为数控激光加工机；采用同轴或旁轴送粉装置将合金粉末自动送入激光熔池，在辊环面形成均匀致密的合金化涂层，其厚度在0.3-0.5mm；其工艺参数如下：聚焦镜F=300-400mm合金化功率P=2000-5000W光斑尺寸D=3-10mm扫描速度V=600-1500mm/min搭接率40%-60%；（5）对步骤（4）中制备的合金化涂层...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶兴启，黄旭东，董容刚，
申请(专利权)人：武汉点金激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。