本发明专利技术提供一种用模具成型真空熔结制作复合材质导卫辊的工艺方法，包括如下工序步骤：将导位辊毛坯放入模具中，该模具为上下分体结构，且分体件间为无卡固的平面接触结合结构，模具腔室与毛坯间留有间隙，其包括填充合金粉末的余量和尺寸公差；通过模具上的填充孔将用于形成表面硬化层的合金粉填充在间隙中；进行真空熔结过程，然后，冷却出炉。本工艺方法将模具连通毛坯一起放入真空熔结炉中熔结，避免了毛坯上的合金粉末炉膛中的流淌问题，在炉膛中可密排更多的毛坯，有效提高炉膛的利用率。原材料损失的缺陷不存在了，产品精加工余量大大减小，因此为后续按最终尺寸加工提供了方便，降低后续精加工的成本，因而大幅降低了整个产品的生产成本。本发明专利技术还提供所述模具。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供一种工件的熔结复合工艺，具体的，涉及在导位辊表面设置硬化层的熔结工艺，尤其是一种用模具成型真空熔结制作复合材质导位辊的工艺方法。本专利技术还提 供所述方法中使用的模具。
技术介绍
导卫装置是线材轧机和棒材轧机入口和出口处对红钢起支撑和导向作用的装置。 由于使用环境恶劣，其中的导卫辊成为主要易损件。现大多数钢厂采用Crl2MoV等材质制 作导卫辊，但其使用寿命偏低，满足不了钢厂正常生产的需要；少数导卫辊生产厂家也有通 过各种表面强化或表面复合工艺制作复合材质导卫辊的，其使用寿命较为理想，但工艺复 杂、制作成本过高，不能为钢厂用户所接受。 现有技术中还有一种导位辊表面强化的工艺，是在导位辊的表面敷设由合金粉末 和粘接剂组成的混合物的糊状涂层，然后通过熔结的方法使得合金粉末固结在导位辊的表 面，从而在导位辊上形成一表面硬化层，以提高其表面硬度。现有技术在该方法中，涂有所 述混合物的导位辊放入真空熔结炉中进行熔结。在熔结过程中，表面涂层会发生流淌，导 致导位辊上的复合层薄厚不均，因此，往往需要多次重复涂覆熔结工序，而且在每次熔结之 后，还要通过机加工手段对由于流淌而造成外形变化的导位辊进行修正，其工艺的繁琐是 可想而知的，另外，这种方法还造成了涂层原料的损失。再有，为了防止放入真空熔结炉中 的导位辊毛坯因为流淌而使得流淌液落到下层毛坯上和流到周围同层相邻的毛坯上，导位 辊毛坯在真空熔结炉中上下前后左右的排放间距也要足够大。这样，对于真空熔结炉的空 间利用率也比较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改进现有技术的不足，提供一种可以使得在熔结过程中工件形 态完整、没有流淌、工艺简单、操作方便的用模具成型真空熔结制作复合材质导卫辊的工艺 方法。 本专利技术的另一个目的在于提供上述方法中所用的模具。 本专利技术提供的用模具成型真空熔结制作复合材质导卫辊的工艺方法可以是包括 如下工序步骤 A.根据导位辊毛坯的形状和尺寸提供成型模具，该成型模具为上下分体结构，且 上下模具分体件之间为无卡固的平面接触结合结构，该成型模具的腔室与导位辊毛坯的外 形之间留有间隙，该间隙是填充合金粉末的余量； B.将导位辊毛坯放入成型模具的下半模中，然后再将成型模具的上半模扣在所述 导位辊毛坯上； C.通过成型模具上预留的填充孔将用于形成表面硬化层的镍基合金粉填充在成5型模具和导位辊毛坯之间的所述间隙中； D.将盛放有所述导位辊毛坯的所述成型模具放入真空熔结炉中，进行熔结，其包 括加热过程、保温过程和冷却过程， 在加热过程中， ①从室温至425°C 480°C ，加热时间30分钟 50分钟，然后保温30 50分钟； ②从425°C 480。C至850°C 900。C，加热时间40分钟 50分钟，然后保温30 分钟 50分钟；③850。C 880。C至1065°C 1175。C，加热时间20分钟 40分钟，然后保温15分钟 50分钟； 之后为冷却过程， ①随炉冷却到850°C 700°C ; ②炉内通入高纯氮气压力只要达到0. IMPa即启动风机循环冷却，冷却至IO(TC， 然后出炉； 所述加热过程中炉内为真空环境，当炉内温度从室温升至950°C 97(TC过程中， 炉内真空度应保持在1.33Pa 13. 3Pa ;炉温高于95(TC 97(TC时，炉内真空度应保持在 133Pa 500Pa ; E.对经熔结后的工件进行精加工，使之达到设计尺寸要求。 本专利技术提供的用模具成型真空熔结制作复合材质导卫辊的工艺方法还可以是包 括如下工序步骤 A.在导位辊毛坯的侧壁上涂敷由镍基合金粉和粘合剂混合的合金粉泥为预设厚 度形成涂覆层，然后烘干； B.根据所述导位辊毛坯的形状和尺寸提供成型模具，该成型模具为上下分体结构，且上下模具分体件之间为无卡固的平面接触结合结构，该成型模具的腔室与导位辊毛坯的外形之间留有间隙，该间隙是所述涂覆层余量和精加工余量及公差； C.将带有所述合金粉泥的涂覆层的所述导位辊毛坯放入所述成型模具的下半模中，然后再将所述成型模具的上半模扣在所述下半模上，置于所述导位辊毛坯上； D.将盛放有所述导位辊毛坯的所述成型模具放入真空熔结炉中，进行熔结，其包括加热过程、保温过程和冷却过程，在加热过程中， ①从室温至425°C 480°C ，加热时间30分钟 50分钟，然后保温30 50分钟； ②从425°C 480。C至850°C 900。C，加热时间40分钟 50分钟，然后保温30 分钟 50分钟； ③850。C 90(TC至1065°C 1175。C，加热时间20分钟 40分钟，然后保温15分钟 50分钟； 之后为冷却过程， ①随炉冷却到850°C 700°C ; ②炉内通入高纯氮气压力只要达到0. IMPa即启动风机循环冷却，冷却至IO(TC， 然后出炉； 所述加热过程中炉内为真空环境，当炉内温度从室温升至9500C 9700C过程中， 炉内真空度应保持在1. 33Pa 13. 3Pa ;炉温高于9500C 9700C时，炉内真空度应保持在133Pa 500Pa ; E.对经熔结后的工件进行精加工，使之达到设计尺寸要求。 所述精加工可以是车削或磨削。 在前述的工艺方法中 所述导位辊毛坯的材质可以是45号钢，或是Cr40。 所述镍基合金粉，优选镍60，例如可以是镍60A或镍60B。 所述镍基合金粉泥中的粘合剂可以是松节油和松香，其中松节油的重量比是95 % ，松香的重量比是5 % ，粘合剂和镍基合金粉的比例为10 % 15 %粘合剂+90 % 85 %镍基合金粉。粘合剂也可以是其它可挥发且可使得合金粉成为糊状的物质。所述成型模具的材质为石墨，使用通常的石墨模具即可，优选高强度石墨材料制作本模具，高强度石墨的密度可以是为1. 75 1. 9g/cm 抗折强度30 40MPa，抗压强度65 80Mpa的石墨材料。 向炉中通入的氮气(N2)为高纯氮气，如为99. 999%纯度的氮气。 所述成型模具中，下半模和上半模组成的腔体与水平放置的所述导位辊的形状匹配，在对应导位辊毛坯的工作侧面的成型模具壁面上设有一个与导位辊毛坯形状匹配的截面为V字形的凸缘，其与导位辊毛坯的侧壁形成一环形间隙，在所述上半模上开设两个填充孔，该填充孔分别与所述环形间隙的两端相连通。其可以是用作合金粉填充，也可以用于排气。 所述成型模具的上半模和下半模的接触面可以是与成型模具上下底面平行的平面；也可以是在垂直于其中所述导位辊毛坯的轴线的截面上，所述下半模的所述接触面的组成V字形的两个斜面，该两个斜面为两侧高、中间低向内倾斜的斜面。 —般导位辊毛坯上设置的表面硬化层的厚度要有lmm 3mm，而上述工艺过程，一次熔结，不能完成整个导位辊毛坯表面硬化层的制作，通常是要分两次或若干次熔结，即上述工艺过程要反复进行两次或若干次，直到导位辊毛坯上的表面硬化层的厚度达到要求为止。 所述成型模具，为上下分体结构，且上下模具分体件之间为无卡固的平面接触结 合结构，该成型模具的腔室与导位辊毛坯的外形之间留有间隙。 对于向成型模具中直接填充合金粉的操作，成型模具腔内壁与导位辊毛坯表面之 间的间隙可以是lmm 3mm，一般为2mm。而在导位辊毛坯基体上涂敷合金粉泥的操作中， 涂敷层的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用模具成型真空熔结制作复合材质导卫辊的工艺方法，包括如下工序步骤： Ａ．根据导位辊毛坯的形状和尺寸提供成型模具，该成型模具为上下分体结构，且上下模具分体件之间为无卡固的平面接触结合结构，该成型模具的腔室与导位辊毛坯的外形之间留有间隙，该间隙是填充合金粉末的余量； Ｂ．将所述导位辊毛坯放入所述成型模具的下半模中，然后再将成型模具的上半模扣在所述成型模具的下半模上，位于导位辊毛坯上； Ｃ．通过所述成型模具上预留的与所述间隙连通的填充孔将用于形成表面硬化层的镍基合金粉填充在成型模具和所述导位辊毛坯之间的所述间隙中； Ｄ．将盛放有所述导位辊毛坯的所述成型模具放入真空熔结炉中，进行熔结，其包括加热过程、保温过程和冷却过程， 在加热过程中， ①从室温至４２５℃～４８０℃，加热时间３０～５０分钟，然后保温３０～５０分钟； ②从４２５℃～４８０℃至８５０℃～９００℃，加热时间４０～５０分钟，然后保温３０～５０分钟； ③从８５０℃～９００℃至１０６５℃～１１７５℃，加热时间２０～４０分钟，然后保温１５～５０分钟； 之后为冷却过程， ①随炉冷却到８５０℃～７００℃； ②炉内通入高纯氮气使得炉内压力只要达到０．１ＭＰａ即启动风机循环冷却，冷却至１００℃，然后出炉； 所述加热过程中炉内为真空环境，当炉内温度从室温升至９５００Ｃ～９７００Ｃ过程中，炉内真空度应保持在１．３３Ｐａ～１３．３Ｐａ；炉温高于９５００Ｃ～９７００Ｃ时，炉内真空度应保持在１３３Ｐａ～５００Ｐａ Ｅ．对经熔结后的工件进行精加工，使之达到设计尺寸要求。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王宇辉，
申请(专利权)人：王宇辉，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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