提高U型辊表面硬度耐磨的复合涂层及U型辊的生产工艺制造技术

本发明专利技术公开提高U型辊表面硬度耐磨的复合涂层及U型辊的生产工艺，属轧钢冶金输送辊领域。复合涂层由内向外依次包括合金熔合层、热障复合层以及表面耐磨层，该表面工作层的组分按重量计包括：2.0～3.0份的C，8～15份的Cr，3.0～4.0份的B，3.5～4.0份的Si，10～15份的Fe，32～38的W，余量为Ni和微量残余杂质，根据REC＝(B+Si)/5(C+Cr)+(Cr+W)/6(Ni+W)+W/12(Ni+W)计算，化学组分满足0.25≤REC≤0.28。其中C、Cr、W、B以及Si含量不能超出该范围,采用B和Si的低熔点+高熔点物质降低整体涂层熔点，防止全部用高熔点物质喷涂时对辊体造成组织结构改变，还能保证其涂层耐磨耐热性能，使辊体金属氧化物脱氧还原处理，上述组分具有良好的强度和塑性的固溶体对其提高结合强度也较为有利。为有利。为有利。

【技术实现步骤摘要】
提高U型辊表面硬度耐磨的复合涂层及U型辊的生产工艺


[0001]本专利技术涉及轧钢冶金输送辊的
，尤其涉及提高U型辊表面硬度耐磨的复合涂层及U型辊的生产工艺。

技术介绍

[0002]目前，冶金行业普遍使用的冶金辊是采用合金工具钢，通过“炼钢+浇铸+热处理”、“炼钢+铸锭+锻造+热处理”获得的铸辊和锻辊，这种传统冶金辊最大的问题是表面磨损或掉块后只能通过一次补焊来进行修复，补焊金属与基体结合强度大大降低，因此生命周期比较短。在连续生产的前提下，每支辊的一次生命周期(即没有修复前)只有3
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6天时间，算上修复后的生命周期不超过10天。但是，这种整体合金工具钢制造的冶金辊的成本却比较高，使得企业生产的吨钢成本大幅度上升。
[0003]专利号为CN201410639074.X提供一种新型复合金属涂层，包括基体和涂层，其制备过程包括如下步骤：1)配料：所述新型复合金属涂层的原料及其质量百分比为：镍15
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20％、铜65
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70％、碳3
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5％、硅4
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8％和氧化钇2
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8％；将所述配料进行混磨制得涂料；2)基体表面处理；3)流涂：将上述涂料浇注在所述基体上，并使涂料在基体表面流匀制得后薄均匀的涂层；4)涂层烧制。通过上述方式，本专利技术具有金属的强度和韧度又有具有陶瓷材料耐高温、高温抗氧化、耐磨、耐腐蚀等优点。但是采用该种方案烧制温度较高，且容易造成基体的组织结构改变，成品率和致密性低，表面硬度和强度低。<br/>
技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中不足，故此提出提高U型辊表面硬度耐磨的复合涂层及U型辊的生产工艺。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]提高U型辊表面硬度耐磨的复合涂层，由内向外依次包括合金熔合层、热障复合层以及表面耐磨层，该表面工作层的组分按重量计包括：2.0～3.0份的C，8～15份的Cr，3.0～4.0份的B，3.5～4.0份的Si，10～15份的Fe，32～38的W，余量为Ni和微量残余杂质，根据REC＝(B+Si)/5(C+Cr)+(Cr+W)/6(Ni+W)+W/12(Ni+W)计算，化学组分满足0.25≤REC≤0.28。其中C、Cr、W、B以及Si的含量不能超出该范围,由于采用B和Si的低熔点+高熔点物质来降低整体涂层的熔点，防止全部采用高熔点物质喷涂时对辊体造成组织结构的改变，同时还能保证其涂层的耐磨耐热性能，以及使辊体金属氧化物脱氧还原处理，由于上述组分具有良好的强度和塑性的固溶体对其提高结合强度也较为有利。
[0007]在本申请方案中作出如下进一步创新，该合金熔合层的组分按重量计包括：0.6～1.0份的C，15～17份的Cr，3.0～4.0份的B，3.0～5.0份的Si，10～15份的Fe，余量为Ni和微量残余杂质，根据REC＝(B+Si)/5(C+Cr)+Cr/6Ni计算，化学组分满足0.11≤REC≤0.15。其中C、Cr、B以及Si的含量不能超出该范围，由于采用B和Si的低熔点+高熔点物质来降低整体涂层的熔点，防止全部采用高熔点物质喷涂时对辊体造成组织结构的改变，同时还能保证
其涂层的耐磨耐热性能，以及将辊体金属氧化物脱氧还原处理，形成表面浮渣利于后期加工处理掉，且不易出现气孔，由于上述组分具有良好的强度和塑性的固溶体对其提高结合强度也较为有利，在其中采用大量的镍物质来保障在1000℃冶金辊的抗氧化耐腐蚀能力。
[0008]在本申请方案中作出如下进一步创新，该热障复合层的组分按重量计包括：0.45～0.65份的C，15～18份的Cr，3.0～4.0份的B，3.0～5.0份的Si，13～16份的Fe，2.5～3.5份的Co，余量为Ni和微量残余杂质，根据REC＝(B+Si)/5(C+Cr)+(Cr+Co)/6(Ni+Co)+Co/8(Ni+Co)计算，化学组分满足0.13≤REC≤0.16。其中C、Cr、Co、B以及Si的含量不能超出该范围，由于采用B和Si的低熔点+高熔点物质来降低整体涂层的熔点，防止全部采用高熔点物质喷涂时对辊体造成组织结构的改变，同时还能保证其涂层的耐磨耐热性能，以及使辊体金属氧化物脱氧还原处理，由于上述组分具有良好的强度和塑性的固溶体对其提高结合强度也较为有利。且在热障合金层中加入Co，由于具有极好的耐腐蚀、耐热和抗氧化等可贵特性，结合Cr可起到固溶强化和弥散强化作用，可以析出弥散的铬碳、硼铬硬质相，在800℃以上仍具有较高的硬度，在1100℃仍具有较好的抗氧化性，在不降低合金高温硬度和耐磨性的情况下，明显改善了其韧性、耐冲击性、抗热震性和耐腐蚀性。
[0009]在本申请方案中作出如下进一步创新，该表面工作层的组分按重量计包括：2.0～2.5份的C，10～15份的Cr，3.0～3.5份的B，3.8～4.0份的Si，12～15份的Fe，34～38的W，余量为Ni和微量残余杂质，根据REC＝(B+Si)/5(C+Cr)+(Cr+W)/6(Ni+W)+W/12(Ni+W)计算，化学组分满足0.25≤REC≤0.26。
[0010]在本申请方案中作出如下进一步创新，该热障复合层的组分按重量计包括：0.45～0.55份的C，16～18份的Cr，3.2～4.0份的B，3.8～5.0份的Si，13～15份的Fe，3.1～3.5份的Co，余量为Ni和微量残余杂质，根据REC＝(B+Si)/5(C+Cr)+(Cr+Co)/6(Ni+Co)+Co/8(Ni+Co)计算，化学组分满足0.13≤REC≤0.14。
[0011]在本申请方案中作出如下进一步创新，该合金熔合层的组分按重量计包括：0.6～1.0份的C，16～17份的Cr，3.2～4.0份的B，3.5～5.0份的Si，10～12份的Fe，余量为Ni和微量残余杂质，根据REC＝(B+Si)/5(C+Cr)+Cr/6Ni计算，化学组分满足0.11≤REC≤0.12。
[0012]在本申请方案中合金熔合层采用喷涂和重熔结合的工艺，使得涂层的厚度保持在很小范围，仍然保证其工作性能，该合金熔合层的厚度为0.15～0.30mm。
[0013]在本申请方案中热障复合层采用喷涂和重熔结合的工艺，使得涂层的厚度保持在很小范围，仍然保证其工作性能，该热障复合层的厚度为0.30～0.50mm。
[0014]本申请方案中表面工作层采用喷涂和重熔结合的工艺，使得涂层的厚度保持在很小范围，仍然保证其工作性能，该表面工作层的厚度为1.0～1.2mm。
[0015]一种U型辊的生产工艺，工艺步骤如下：
[0016]首先，对U型辊坯料外周面进行螺旋粗化；
[0017]其次，将U型辊坯料进行预热处理，预热温度为250～320℃；
[0018]再次，将如上述所述的复合涂层的合金熔合层、热障复合层以及表面工作层原料分别依次经氧乙炔气体热喷涂至其表面，后重熔操作，制得半熔合微冶金的复合涂层，重熔温度控制在10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.提高U型辊表面硬度耐磨的复合涂层，其特征在于，由内向外依次包括合金熔合层、热障复合层以及表面耐磨层，该表面工作层的组分按重量计包括：2.0～3.0份的C，8～15份的Cr，3.0～4.0份的B，3.5～4.0份的Si，10～15份的Fe，32～38的W，余量为Ni和微量残余杂质，根据REC＝(B+Si)/5(C+Cr)+(Cr+W)/6(Ni+W)+W/12(Ni+W)计算，化学组分满足0.25≤REC≤0.28。2.根据权利要求1所述的提高U型辊表面硬度耐磨的复合涂层，其特征在于，该合金熔合层的组分按重量计包括：0.6～1.0份的C，15～17份的Cr，3.0～4.0份的B，3.0～5.0份的Si，10～15份的Fe，余量为Ni和微量残余杂质，根据REC＝(B+Si)/5(C+Cr)+Cr/6Ni计算，化学组分满足0.11≤REC≤0.15。3.根据权利要求1所述的提高U型辊表面硬度耐磨的复合涂层，其特征在于，该热障复合层的组分按重量计包括：0.45～0.65份的C，15～18份的Cr，3.0～4.0份的B，3.0～5.0份的Si，13～16份的Fe，2.5～3.5份的Co，余量为Ni和微量残余杂质，根据REC＝(B+Si)/5(C+Cr)+(Cr+Co)/6(Ni+Co)+Co/8(Ni+Co)计算，化学组分满足0.13≤REC≤0.16。4.根据权利要求1所述的提高U型辊表面硬度耐磨的复合涂层，其特征在于，该表面工作层的组分按重量计包括：2.0～2.5份的C，10～15份的Cr，3.0～3.5份的B，3.8～4.0份的Si，12～15份的Fe，34～38的W，余量为Ni和微量残余杂质，根据REC＝(B+Si)/5(C+Cr)+(Cr+W)/6(Ni+W)+W/12(Ni+W)计算，化学组分满足0.25≤REC≤0.26。5.根据权利要求3所述的提高U型辊表面硬度耐磨的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈道龙，陈治鹏，陈楠，戴伏剑，周俊立，张万春，张明兰，
申请(专利权)人：马鞍山市恒泰重工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：