激光合金化轧机衬板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种激光合金化轧机衬板及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：(1)对加工好的基材衬板工作表面进行清洗和脱脂处理；(2)在基材衬板工作表面各个沉头孔内涂满和好的快干粉，晾干；(3)配制合金化粉末，所述合金化粉末包括：C：0.11～0.13wt.％，Si：1.05～2.25wt.％，Cr：14.35～16.20wt.％，Mn：1.25～1.60wt.％，Ni：1.35～1.50wt.％，Co：2.65～2.80wt.％，TiO2：4.25％～5.60wt.％和余量的Fe；(4)采用预置铺粉的方式，通过静电喷粉机将配制好的合金化粉末均匀喷洒在基材衬板工作表面；(5)将基材衬板工作表面进行激光合金化，得到激光合金化轧机衬板。采用上述方法制得的激光合金化轧机衬板，能够显著提高衬板工作表面硬度、耐磨性和质量，显著提高使用寿命，降低企业成本。

Lining Plate of Laser Alloying Mill and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
激光合金化轧机衬板及其制备方法
本专利技术涉及金属表面处理
，特别涉及一种激光合金化轧机衬板及其制备方法。
技术介绍
在轧机工作过程中，轧机中运动部件对轧机牌坊上固定的轧机衬板磨损非常严重。常规衬板由于耐磨性差，实际使用中更换频繁，增加了轧机停机时间和运营成本，寻找一种更耐磨、价格低廉的轧机用衬板及其制备方法，对于提高钢铁企业轧机生产效益，保证生产连续进行，减少停机损失具有重要意义和经济价值。近年来，针对如何提高轧机衬板的使用寿命，工程技术人员从制造、选材、装配等方面进行了许多改进，如对衬板表面采用感应加热热处理方式、选用特种合金材料等等。然而，在实际使用中发现，采用特种合金材质及感应加热表面处理工艺后得到的轧机衬板寿命有所提高，但成本较高，性价比低，同时，由于感应加热表面热处理工艺特点，处理后衬板表面硬度一般可以达到HRC45～50左右，但深度较浅，仅为0.5～1mm，实际使用中未达到理想的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种工艺简单、成本低廉、能显著提高轧机衬板耐磨性和使用寿命的激光合金化轧机衬板及其制备方法，进而提高轧机生产效率，保证生产连续进行，减少衬板更换次数，降低企业成本，同时节约特种合金等贵重金属。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：一种激光合金化轧机衬板的制备方法，包括如下步骤：(1)对加工好的基材衬板工作表面进行清洗和脱脂处理；(2)在基材衬板工作表面各个沉头孔内涂满和好的快干粉，晾干；(3)配制合金化粉末，所述合金化粉末包括：C：0.11～0.13wt.％，Si：1.05～2.25wt.％，Cr：14.35～16.20wt.％，Mn：1.25～1.60wt.％，Ni：1.35～1.50wt.％，Co：2.65～2.80wt.％，TiO2：4.25％～5.60wt.％和余量的Fe；(4)采用预置铺粉的方式，通过静电喷粉机将配制好的合金化粉末均匀喷洒在基材衬板工作表面；(5)将基材衬板工作表面进行激光合金化，得到激光合金化轧机衬板。优选地，所述加工好的基材衬板是指在所述激光合金化之前，对板材按衬板图纸进行加工，对衬板接触运动部件的工作表面按厚度尺寸减少0.2mm完成加工。本专利技术的激光合金化轧机衬板的制备方法，在半导体激光器输出的高能量密度激光光束作用下，合金粉末与基材表面金属发生快速冶金反应，在周围常温衬板基材金属的快速冷却作用下，获得了晶粒细小、组织致密的合金化层，合金化层硬度达到HRC60以上，并且无裂纹、气孔和夹杂缺陷，制得了高耐磨衬板工作面合金化层；同时，本专利技术方法除了可以在衬板工作表面制得高硬度、高耐磨合金化层，在完成工作表面预置合金粉末激光合金化的同时，还对合金化层下面的基体金属完成了激光淬火处理过程，其淬火组织从合金层开始，直至深入衬板基体内部1.3-1.5mm处，激光淬火层的硬度呈现梯度变化，由激光合金层下边界面开始，硬度由HRC55变化到HRC45左右，在淬火层的下面是热影响区，硬度一般在HRC35-40左右，热影响区一般在淬火层下方至基体内部0.5-0.8mm深度范围内，然后是基本测不出铬氏硬度的中碳低合金钢基材。通过本专利技术方法，在中碳低合金钢表面制得高硬度的合金化层，然后是较高硬度的淬火层，接着是硬度中等的热影响区，直至低硬度的基材，形成了梯度变化的衬板工作表面耐磨层，显著提高了轧机衬板的使用寿命。此外，本专利技术提供的方法还服了常规的表面技术如堆焊、等离子弧熔覆、喷焊、感应加热等技术极易导致轧机衬板热变形的缺点。优选地，所述基材衬板为中碳低合金钢衬板，包括45钢、40Cr等中碳低合金钢。本专利技术的合金化粉末充分考虑了与中碳低合金钢材质的润湿性和相容性，避免了合金化过程中裂纹的出现，达到了节约贵重金属材料、节能、环保的要求。优选地，所述合金化粉末的粒径为135～325目。优选地，所述激光合金化的激光扫描功率为3800～4000W，扫描速度为1000～1200mm/min。优选地，所述激光合金化的搭接率为10～20％。优选地，所述激光合金化的激光光斑的尺寸为2×14mm。优选地，所述预置粉层厚度为0.6～0.8mm。优选地，所述激光合金化层的厚度为0.4～0.6mm。优选地，所述制备方法还包括：在激光合金化后对激光合金化层通过表面着色探伤进行无损检测，并对激光合金层进行磨削加工。同时，本专利技术还提供了一种激光合金化轧机衬板，其是通过上述制备方法制备得到。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下结合具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。一种激光合金化轧机衬板的制备方法，包括如下步骤：(1)对加工好的基材衬板工作表面进行清洗和脱脂处理；(2)在基材衬板工作表面各个沉头孔内涂满和好的快干粉，晾干；(3)配制合金化粉末，所述合金化粉末包括：C：0.11～0.13wt.％，Si：1.05～2.25wt.％，Cr：14.35～16.20wt.％，Mn：1.25～1.60wt.％，Ni：1.35～1.50wt.％，Co：2.65～2.80wt.％，TiO2：4.25％～5.60wt.％和余量的Fe；(4)采用预置铺粉的方式，通过静电喷粉机将配制好的合金化粉末均匀喷洒在基材衬板工作表面；(5)将基材衬板工作表面进行激光合金化，得到激光合金化轧机衬板。本专利技术对基材衬板没有特殊要求，本领域技术人员熟知的中碳低合金钢板材均可作为基材衬板，例如45钢、40Cr、42CrMo、35CrMo等。在进行所述激光合金化前，本专利技术优选的对中碳低合金钢板材按衬板图纸进行加工，对衬板接触运动部件的工作表面按厚度尺寸减少0.2mm完成加工。在本专利技术中，通过去除0.2mm基材的方法，为下一步激光合金化实现增材0.2mm，但所增材的是具有高耐磨、高硬度等优异性能的合金化层，使得轧机衬板在不改变原有尺寸的情况下获得了高性能，延长了使用寿命。在本专利技术中，所述清洗采用的清洗剂优选为工业酒精，本专利技术对所述清洗的实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的清洗方式即可。本专利技术所述清洗处理能够将衬板工作表面的氧化皮、油污等杂质除去。在本专利技术中，所述脱脂处理采用的脱脂剂优选为有机溶剂或无机脱脂剂。本专利技术对所述有机溶剂和无机脱脂剂的具体种类没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的有机溶剂和脱脂剂即可。本专利技术对所述脱脂处理的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的脱脂方式即可。本专利技术所述清洗和脱脂处理能够将衬板工作表面的油污等杂质除去。清洗和脱脂处理后，在所述激光合金化之前，在衬板工作表面各个沉头孔内涂满和好的快干粉，晾干，保证激光合金化时不破坏沉头孔。这些沉头孔是用于将轧机衬板固定于轧机牌坊的，对形状精度要求很高，本专利技术中为防止激光合金化过程中改变沉头孔尺寸，预先通过填充快干粉的方式，避免激光合金化过程中激光扫描可能将散落于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光合金化轧机衬板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)对加工好的基材衬板工作表面进行清洗和脱脂处理；(2)在基材衬板工作表面各个沉头孔内涂满和好的快干粉，晾干；(3)配制合金化粉末，所述合金化粉末包括：C：0.11～0.13wt.％，Si：1.05～2.25wt.％，Cr：14.35～16.20wt.％，Mn：1.25～1.60wt.％，Ni：1.35～1.50wt.％，Co：2.65～2.80wt.％，TiO2：4.25％～5.60wt.％和余量的Fe；(4)采用预置铺粉的方式，通过静电喷粉机将配制好的合金化粉末均匀喷洒在基材衬板工作表面；(5)将基材衬板工作表面进行激光合金化，得到激光合金化轧机衬板。

【技术特征摘要】
1.一种激光合金化轧机衬板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)对加工好的基材衬板工作表面进行清洗和脱脂处理；(2)在基材衬板工作表面各个沉头孔内涂满和好的快干粉，晾干；(3)配制合金化粉末，所述合金化粉末包括：C：0.11～0.13wt.％，Si：1.05～2.25wt.％，Cr：14.35～16.20wt.％，Mn：1.25～1.60wt.％，Ni：1.35～1.50wt.％，Co：2.65～2.80wt.％，TiO2：4.25％～5.60wt.％和余量的Fe；(4)采用预置铺粉的方式，通过静电喷粉机将配制好的合金化粉末均匀喷洒在基材衬板工作表面；(5)将基材衬板工作表面进行激光合金化，得到激光合金化轧机衬板。2.根据权利要求1所述的激光合金化轧机衬板的制备方法，其特征在于，所述基材衬板为中碳低合金钢衬板。3.根据权利要求1所述的激光合金化轧机衬板的制备方法，其特征在于，所述合金化粉末的粒径为135～325目。4.根据...

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