一种连铸足辊的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种连铸足辊的制备方法，属于金属表面工程技术领域。所述制备方法包括以下步骤：在芯轴两端的轴承位激光熔覆锡铅青铜合金粉末，形成锡铅青铜合金轴套，得到带有锡铅青铜合金轴套的芯轴；所述锡铅青铜合金粉末包括以下质量百分含量的组分：Sn 4.0～6.0％，Pb 18～23％，Zn 1.6～2.0％，P 1.0～1.5％，Ni 2.3～2.5％和余量的Cu；将所述带有锡铅青铜合金轴套的芯轴与辊体进行装配，得到连铸足辊。采用本发明专利技术方法制得的连铸足辊，上线使用寿命达到采用滚动轴承方式的传统连铸足辊的3～5倍。

A Method of Manufacturing Continuous Casting Foot Roller

【技术实现步骤摘要】
一种连铸足辊的制备方法
本专利技术涉及金属表面工程
，尤其涉及一种连铸足辊的制备方法。
技术介绍
连铸辊是各板坯连铸设备的关键备件之一，其作用主要是控制铸坯的引导、冷却、驱动和成型。连铸坯出结晶器的温度一般在1200℃，连铸辊与铸坯接触的最高温度可达到近600℃。连铸辊在工作中要承受高温钢坯的高温磨损、钢坯重量载荷、喷淋冷却水的冷热疲劳、高温潮湿气体的氧化腐蚀，经过一段时间就会由于烧损、磨损和氧化等原因而失效。在连铸线各处辊道中，足辊属于0段辊，最靠近结晶器，这时钢坯温度最高，而且由于足辊没有水道，无法有效降温，使得足辊往往早期失效。经过统计，其中绝大部分足辊的早期失效是由于足辊中的滚动轴承在高温钢坯烘烤下产生热粘连和热变形而引起轴承失效，导致足辊无法正常转动，致使辊面出现局部磨损、烧蚀而失效。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种连铸足辊的制备方法，利用激光在芯轴表面熔覆锡铅青铜合金，制备锡铅青铜合金轴套替代传统滚动轴承足辊，使得其可承受更高的工作温度，更好适应足辊的高温工况，满足了足辊长寿命的工作需要。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种连铸足辊的制备方法，包括以下步骤：在芯轴两端的轴承位激光熔覆锡铅青铜合金粉末，形成锡铅青铜合金轴套，得到带有锡铅青铜合金轴套的芯轴；所述锡铅青铜合金粉末包括以下质量百分含量的组分：Sn4.0～6.0％，Pb18～23％，Zn1.6～2.0％，P1.0～1.5％，Ni2.3～2.5％和余量的Cu；将所述带有锡铅青铜合金轴套的芯轴与辊体进行装配，得到连铸足辊。优选的，所述芯轴和辊体的材质为40Cr。优选的，所述激光熔覆的功率为3000～3300W，扫描速度为1200～1500mm/min。优选的，所述激光熔覆的搭接率为30～50％。优选的，所述激光熔覆的激光光斑的直径为3mm。优选的，所述锡铅青铜合金轴套的厚度为18～22mm。优选的，所述激光熔覆为多层激光熔覆，单层激光熔覆层的厚度为1.6～2.2mm。优选的，所述锡铅青铜合金粉末的粒径为135～325目。优选的，激光熔覆锡铅青铜合金粉末前，还包括对所述芯轴两端的轴承位进行清洗。优选的，所述装配前，还包括对锡铅青铜合金轴套进行检测和机加工。本专利技术提供了一种连铸足辊的制备方法，包括以下步骤：在芯轴两端的轴承位激光熔覆锡铅青铜合金粉末，形成锡铅青铜合金轴套，得到带有锡铅青铜合金轴套的芯轴；所述锡铅青铜合金粉末包括以下质量百分含量的组分：Sn4.0～6.0％，Pb18～23％，Zn1.6～2.0％，P1.0～1.5％，Ni2.3～2.5％和余量的Cu；将所述带有锡铅青铜合金轴套的芯轴与辊体进行装配，得到连铸足辊。本专利技术采用激光熔覆技术，利用锡铅青铜合金粉末制得的熔覆层形成锡铅青铜合金轴套，组织致密，晶粒细化，具有高于滚动轴承更高的熔点、高温软化点等，因此能更好适应足辊的高温工况，满足足辊长寿命的工作需要。采用本专利技术方法制得的连铸足辊，上线使用寿命达到采用滚动轴承方式的传统连铸足辊的3～5倍。此外，与传统工艺的整体铜轴套相比，本专利技术在40Cr钢基上激光熔覆锡铅青铜合金粉末，制得钢基锡铅青铜合金轴套，替代原来的整体铜轴套，不但降低了成本，而且提高了轴套强度和耐热温度。具体实施方式本专利技术提供了一种连铸足辊的制备方法，包括以下步骤：在芯轴两端的轴承位激光熔覆锡铅青铜合金粉末，形成锡铅青铜合金轴套，得到带有锡铅青铜合金轴套的芯轴；所述锡铅青铜合金粉末包括以下质量百分含量的组分：Sn4.0～6.0％，Pb18～23％，Zn1.6～2.0％，P1.0～1.5％，Ni2.3～2.5％和余量的Cu；将所述带有锡铅青铜合金轴套的芯轴与辊体进行装配，得到连铸足辊。本专利技术在所述芯轴两端的轴承位激光熔覆锡铅青铜合金粉末，形成锡铅青铜合金轴套，得到带有锡铅青铜合金轴套的芯轴。在本专利技术中，所述芯轴两端的轴承位指的是芯轴两端对应卡合轴承的位置。在本专利技术中，所述锡铅青铜合金轴套的位置优选与轴承对应的区域完全重合或在不影响使用的前提下稍大于轴承对应的区域。鉴于成本考虑，本专利技术更优选锡铅青铜合金轴套的位置与轴承对应的区域完全重合。在本专利技术中，所述芯轴的材质优选为40Cr。本专利技术对所述芯轴的加工方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的芯轴的加工方式即可。在本专利技术中，所述40Cr基材的形状优选为棒材。本专利技术选用40Cr制作芯轴，得到的芯轴的综合机械性能好。在本专利技术中，所述激光熔覆的功率优选为3000～3300W，更优选为3100～3200W；扫描速度优选为1200～1500mm/min，更优选为1300～1400mm/min；搭接率优选为30～50％，更优选为35～45％；激光光斑的直径优选为3mm。本专利技术将激光熔覆的参数控制在上述范围，有利于得到组织致密、晶粒细化的锡铅青铜合金熔覆层，即锡铅青铜合金轴套。在本专利技术中，所述激光熔覆采用的设备优选为连续光纤激光器。在本专利技术中，所述锡铅青铜合金粉末包括以下质量百分含量的组分：Sn4.0～6.0％，Pb18～23％，Zn1.6～2.0％，P1.0～1.5％，Ni2.3～2.5％和余量的Cu，进一步优选包括：Sn4.5％，Pb19％，Zn1.7％，P1.0～1.5％，Ni2.3％和余量的Cu。本专利技术将锡铅青铜合金粉末的组分控制在上述范围，经激光熔覆后得到的锡铅青铜合金轴套，具有比滚动轴承更高的熔点、高温软化点等，因此能更好适应足辊的高温工况，满足足辊长寿命的工作需要。在本专利技术中，所述锡铅青铜合金粉末的粒径优选为135～325目，更优选为200～300目。本专利技术对所述锡铅青铜合金粉末的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的制备方法制备得到即可。在本专利技术中，所述激光熔覆的送粉方式优选为重力送粉；送粉速率优选为25～50g/m；所述激光熔覆优选为多层激光熔覆，单层激光熔覆层的厚度优选为1.6～2.2mm，更优选为2mm，经激光熔覆后，得到的锡铅青铜合金轴套的厚度优选为18～22mm，更优选为20mm。进行激光熔覆前，本专利技术优选还包括对所述芯轴两端的轴承位进行清洗，以去除表面的氧化物、油污等杂质。本专利技术对所述清洗的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的清洗方式即可。在本专利技术的实施例中，优选采用质量浓度在95％以上的无水酒精清洗芯轴轴承位。得到带有锡铅青铜合金轴套的芯轴之后，本专利技术将所述带有锡铅青铜合金轴套的芯轴与辊体进行装配，得到连铸足辊。在本专利技术中，所述辊体的材质优选为40Cr。本专利技术对所述辊体的加工方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的辊体加工方式即可。在本专利技术中，所述40Cr基材的形状优选为棒材。本专利技术选用40Cr制作辊体，得到的辊体综合机械性能好。本专利技术对所述装配的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人熟知的装配方式即可。在进行装配前，本专利技术优选还包括对锡铅青铜合金轴套依次进行检验和机加工。在本专利技术中，所述检验优选为着色探伤，以检测锡铅青铜合金轴套是否存在裂纹等缺陷，防止使用有缺陷的锡铅青铜合金轴套。检测合格后，本专利技术优选对检测合格的锡铅青铜合金轴套进行机加工，在芯轴两端得到表面光洁度、尺寸和公差均满足要求的锡铅青铜合金轴套。下面结合实施例对本专利技术提供的连铸足辊的制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连铸足辊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在芯轴两端的轴承位激光熔覆锡铅青铜合金粉末，形成锡铅青铜合金轴套，得到带有锡铅青铜合金轴套的芯轴；所述锡铅青铜合金粉末包括以下质量百分含量的组分：Sn 4.0～6.0％，Pb 18～23％，Zn 1.6～2.0％，P 1.0～1.5％，Ni 2.3～2.5％和余量的Cu；将所述带有锡铅青铜合金轴套的芯轴与辊体进行装配，得到连铸足辊。

【技术特征摘要】
1.一种连铸足辊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在芯轴两端的轴承位激光熔覆锡铅青铜合金粉末，形成锡铅青铜合金轴套，得到带有锡铅青铜合金轴套的芯轴；所述锡铅青铜合金粉末包括以下质量百分含量的组分：Sn4.0～6.0％，Pb18～23％，Zn1.6～2.0％，P1.0～1.5％，Ni2.3～2.5％和余量的Cu；将所述带有锡铅青铜合金轴套的芯轴与辊体进行装配，得到连铸足辊。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述芯轴和辊体的材质为40Cr。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述激光熔覆的功率为3000～3300W，扫描速度为1200～1500mm/min。4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：付宇明，付晨，张钰，郑立娟，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13