制备半高速钢轧辊的方法技术

技术编号：40281947 阅读：5 留言：0更新日期：2024-02-07 20:36

本发明专利技术公开了一种制备半高速钢轧辊的方法，它是采用激光熔化沉积技术制得；具有以下步骤：①制备球墨铸铁芯层；②半高速钢粉末预处理；半高速钢粉末的化学成分及其重量百分比如下：碳0.74～1.20%，硅0.70～0.90%，锰0.25～0.45%，磷≤0.030%，硫≤0.020%，铬5.00～5.50%，镍0.20～0.30%，钼0.96～1.20%，钒0.40～1.20%，其余为铁和不可避免的杂质；③采用激光熔化沉积技术将半高速钢粉末沉积到球墨铸铁芯层上，得到半高速钢轧辊。本发明专利技术制得的半高速钢轧辊组织晶粒较小，共晶碳化物分布均匀，致密度高，无裂纹、气孔等缺陷，具有较高的硬度和耐磨性。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半高速钢轧辊，具体涉及一种采用激光熔化沉积技术制备半高速钢轧辊的方法。

技术介绍

1、高速钢属于高碳高合金莱氏体钢，用其制作的高速钢轧辊具有较高的硬度、耐磨性和良好的淬透性，从而具有广泛的应用。半高速钢轧辊是在高速钢轧辊的基础上研制出的一种新型轧辊，其合金含量大约为高速钢的一半。与高速钢轧辊相比，半高速钢轧辊合金含量较少、制造成本较低、轧辊切削加工性能更好。半高速钢轧辊的耐磨性是高铬钢轧辊的2倍，且咬入性能和抗热疲劳性能好，因而成为热轧薄板粗轧机架和线棒材中轧机架轧辊的理想选择。

2、现有的半高速钢轧辊大多为复合轧辊（参见中国专利文献cn1861827a），也即，将半高速钢材料作为轧辊的工作层，将球墨铸铁材料作为轧辊的芯层，通过离心铸造复合而成。然而，采用这种方法制得的半高速钢复合轧辊组织晶粒粗大，共晶碳化物呈网状、片状分布，脆性较大，从而影响半高速钢轧辊的硬度以及耐磨性。

3、激光熔化沉积（laser melting deposition，简称lmd）是一种基于激光熔覆的增材制造技术，其原理在于把激光作为热源熔化基材表面形成熔池，同时将金属粉末同步送入激光熔池而熔化，形成与基体金属冶金结合的新金属层，可制造出致密度接近100%、性能达到甚至超过铸件、锻件的零件，且加工零件尺寸不受限制。

4、目前，尚未发现采用激光熔化沉积技术制备半高速钢轧辊的文献报道。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种采用激光熔化沉积技术制备半高速钢轧辊的方法。

2、实现本专利技术目的的技术方案是：一种制备半高速钢轧辊的方法，它是采用激光熔化沉积技术制得；具有以下步骤：

3、①制备球墨铸铁芯层。

4、②半高速钢粉末预处理；所述半高速钢粉末的化学成分及其重量百分比如下：碳0.74～1.20%，硅0.70～0.90%，锰0.25～0.45%，磷≤0.030%，硫≤0.020%，铬5.00～5.50%，镍0.20～0.30%，钼0.96～1.20%，钒0.40～1.20%，其余为铁和不可避免的杂质。

5、③采用激光熔化沉积技术将步骤②的半高速钢粉末沉积到步骤①的球墨铸铁芯层上，得到半高速钢轧辊。

6、上述步骤②中，所述半高速钢粉末预处理是先对半高速钢粉末进行烘干除湿处理，然后自然冷却至室温。

7、上述步骤②中，所述半高速钢粉末的平均粒径为50～100μm。

8、上述步骤③中，所述激光熔化沉积工艺参数如下：激光功率为2200～2500w，扫描速度为5.5mm/s，送粉速率为1.2～2.5g/min，抬升量为0.4mm，搭接率为30～40%，激光光斑直径为3～4mm。

9、上述步骤③中，在激光熔化沉积过程中，保证球墨铸铁芯层的温度维持在150～250℃。

10、本专利技术具有的积极效果：

11、（1）本专利技术创新性的采用激光熔化沉积技术制备半高速钢轧辊，不仅大大降低了轧辊的制造周期，而且制得的半高速钢轧辊组织晶粒较小，共晶碳化物分布均匀，致密度高，无裂纹、气孔等缺陷，具有较高的硬度和耐磨性。

12、（2）本专利技术针对激光熔化沉积的特点，优化了半高速钢粉末的成分，也即，适当降低碳含量，同时适当增加钼、钒含量，从而保证制得的半高速钢轧辊不仅具有较高的硬度和耐磨性，而且具有较好的强韧性和抗接触疲劳能力。

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【技术保护点】

1.一种制备半高速钢轧辊的方法，其特征在于，它是采用激光熔化沉积技术制得；具有以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备半高速钢轧辊的方法，其特征在于：上述步骤②中，所述半高速钢粉末预处理是先对半高速钢粉末进行烘干除湿处理，然后自然冷却至室温。

3.根据权利要求1或2所述的制备半高速钢轧辊的方法，其特征在于：上述步骤②中，所述半高速钢粉末的平均粒径为50～100μm。

4.根据权利要求1所述的制备半高速钢轧辊的方法，其特征在于：上述步骤③中，所述激光熔化沉积工艺参数如下：激光功率为2200～2500W，扫描速度为5.5mm/s，送粉速率为1.2～2.5g/min，抬升量为0.4mm，搭接率为30～40%，激光光斑直径为3～4mm。

5.根据权利要求1或4所述的制备半高速钢轧辊的方法，其特征在于：上述步骤③中，在激光熔化沉积过程中，保证球墨铸铁芯层的温度维持在150～250℃。

【技术特征摘要】

1.一种制备半高速钢轧辊的方法，其特征在于，它是采用激光熔化沉积技术制得；具有以下步骤：

3.根据权利要求1或2所述的制备半高速钢轧辊的方法，其特征在于：上述步骤②中，所述半高速钢粉末的平均粒径为50～100μm。

4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，刘常升，谢晶，郭快快，罗昌，侯兴慧，
申请(专利权)人：宝钢轧辊科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：

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