【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矫直辊领域，尤其涉及抗冲击耐磨超硬金属基复合层及矫直辊制作工艺。
技术介绍
1、辊类产品表面强化处理技术主要分为感应加热淬火技术、堆焊技术、热喷涂技术、热喷焊技术和激光表面改性技术等。
2、1)感应加热淬火技术
3、感应加热淬火是指将工件置于有足够功率输出的感应线圈中,在高频交流磁场的作用下,工件表面被迅速加热到钢的相变临界温度之上,然后在冷却介质中快速冷却获得马氏体。但产品硬度取决于材料成分，硬度要求越高，材料成本也越高。
4、2)堆焊技术
5、堆焊是在零件表面喷涂一层耐磨、耐蚀、耐热等具有特殊性能合金层的技术。矫直辊采用堆焊技术修复后,堆焊层与母材能实现冶金结合,堆焊获得的矫直辊表面层厚度最大。采用堆焊方法修复旧矫直辊和制造新辊已成为降低成本和提高效益的重要举措。但其加工热量高，变形大，加工余量大，材料损耗多。
6、3)电镀铬技术
7、电镀是指通过电化学方法在固体表面沉积一层金属或合金的过程。电镀层可提高金属零件在使用环境中的抗蚀性能，以及如硬度、耐磨性、导电性、电磁性、耐热性等工作性能,硬度可达到hv900～1000左右，可装饰零件的外表,使其光亮美观。但电镀对环境影响较大，铬层结合强度低。
8、4)热喷涂技术
9、热喷涂是采用热源使涂层材料加热熔化或半熔化后,用高速气体使涂层材料分散细化，并高速撞击到基体表面形成涂层的工艺过程。通过热喷涂技术处理矫直辊基体变形小,热影响区浅，喷涂层硬度比堆焊高,采用火焰喷涂耐磨性
10、5)激光表面改性技术
11、激光表面改性加工的主要优势在于加工材料范围广,适用于各种金属和非金属材料的非接触加工,热变形≥0.5mm,加工精度较高，可进行微细加工，加工速度快,效率高，不仅可以进行打孔和切割,也可进行焊接、热处理等；可控性好，易于自动控制，可提高产品的磨损及硬度，延长使用寿命。但其只适用于软态基材上进行表面自熔的微冶金结合层，热变形大于辊类产品要求。
12、对辊类产品表面超音速喷涂可望解决传统涂层材料涂层硬度的提高与辊类产品韧性、脆性的矛盾，以及涂层与基体的匹配性、结合性下降、涂层易开裂、硬质相易脱落等问题。因此,对材料进行表面涂层处理，以获得良好的综合机械性能的研究就显得越来越重要。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：如何解决涂层和辊面结合能力的同时优化涂层制作工艺得到性能优良的复合涂层以及应用该涂层的矫直辊。
2、为了解决上述技术问题，专利技术人经过实践和总结得出本专利技术的技术方案，本专利技术采用了如下技术方案：
3、抗冲击耐磨超硬金属基复合层，包括合金沟槽覆层一、合金沟槽覆层二和合金工作层；
4、合金沟槽覆层一和合金沟槽覆层二均为正弦结构，呈交错份布且二者之间至少有一组交汇节点，二者位于合金工作层的内侧；
5、合金沟槽覆层一和合金沟槽覆层二的组份按重量计包括：13～18份的fe，15～18份的cr，2.5～3.5份的co，3.0～4.0份的b，3.0～4.0份的s i，0.4～0.8份的c，1.0～2.0份的v，1.0～2.0份的nb，余量为n i和微量杂质，0.11≤(v+nb)/(fe+c+co)≤0.25，0.09≤(b+s i+co)/(ni+cr)≤0.19；
6、1)通过优化配比符合0.09≤(b+si+co)/(ni+cr)，使得涂层具备较高的硬度和耐磨性能、耐热腐蚀性能，具体为s i熔于合金基质中其固溶强化作用，co具有极好的耐腐蚀、耐热和抗氧化等可贵特性，b和co用来和基质中的ni和或cr形成硬质金属化合物，使得弥散分布在合金中起到弥散强化作用，在确保精准添加co含量后，同时还会结合b促进析出弥散的铬碳、硼铬硬质相、塑性的面心立方结构固溶体以及在高温下促进碳化物的形成，综合配备后可提高硬质合金的硬度和耐磨性能，确保优良的结合强度，同时在高温下仍具有较高的硬度和较好的抗氧化性、耐冲击性、抗热震性和耐腐蚀性，改善合金涂层喷涂工艺性能和提高沉积速率。
7、2)经过符合上述配比的基础上，通过优化配比符合0.11≤(v+nb)/(fe+c+co)≤0.25，在原有的配比中引入v、nb，并精准调整其符合上述配比范围内，使得其内部形成纳米尺度的碳化物第二相，明显降低涂层的过热敏感性，细化了晶粒，使得淬火后组织细小，强韧性高；由于涂层中在精准配制co的含量后，其内部的晶粒细化效果会存在些许影响，由于引入v、nb在其内部的形成多种金属化合物相，例如：vco5、vco3、nbco2、nbco5、vnb2、vnb5，在合金凝固过程中，该金属化合物相可以作为非均匀形核的核心，促进晶粒的形核和生长，从而得到细小的晶粒，金属化合物相还可以通过阻碍晶粒的长大和抑制晶界的移动来进一步细化晶粒，且具有高强度、高硬度、良好的耐腐蚀性和高温稳定性。以往的技术手段大多采用稀土元素来实现细化晶粒的效果。
8、合金工作层的组份按重量计包括：10～13份的fe，8～15份的cr，2.0～3.0份的b，2.0～3.0份的s i，2.0～4.0份的c，32～36的w，1.0～2.0份的co，余量为n i和微量杂质，0.13≤(b+si+co)/(n i+cr)≤0.28，0.59≤(co+w)/(ni+cr+c)≤0.96。
9、通过优化配比符合0.13≤(b+si+co)/(n i+cr)≤0.28条件的原理与上述相同，并且在工作层原料中加入足量的w同时提高c的含量，相对降低b和s i、co、cr的含量，且符合0.59≤(co+w)/(ni+cr+c)≤0.96，在涂层内部会形成钨钴碳化合物相，且配合b和co来和基质中的n i和或cr形成硬质金属化合物，使得弥散分布在合金中起到弥散强化作用，结合b促进析出弥散的铬碳、硼铬硬质相以及在高温下促进碳化物的形成，综合配备后可提高硬质合金的硬度和耐磨性能，使得在高温下仍具有较高的硬度和较好的抗氧化性、耐冲击性、抗热震性和耐腐蚀性，改善合金涂层喷涂工艺性能和提高沉积速率，使得具有较好的韧性和延展性、耐氧化性和酸腐蚀性、抗裂性和耐热冲击性，以及获得较高的耐磨性和高温硬度、强度等性能，并可耐晶间腐蚀，耐热冲击等性能。
10、优选地，所述合金沟槽覆层一和合金沟槽覆层二的组份按重量计包括：13～18份的fe，15～18份的cr，2.5～3.5份的co，3.0～4.0份的b，3.0～4.0份的si，0.4～0.8份的c，1.0～2.0份的v，1.0～2.0份的nb，余量为n i和微量杂质，0.12≤(v+nb)/(fe+c+co)≤0.21，0.11≤(b+s i+co)/(ni+cr)≤0.17。
11、优选地，所述合金工作层的组份按重量计包括：10～15份的fe，8～15份的cr，2.0～3.0份的b，2.0～3.0份本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.抗冲击耐磨超硬金属基复合层，其特征在于，包括合金沟槽覆层一、合金沟槽覆层二和合金工作层；
2.根据权利要求1所述的抗冲击耐磨超硬金属基复合层，其特征在于，所述合金沟槽覆层一和合金沟槽覆层二的组份按重量计包括：13～18份的Fe，15～18份的Cr，2.5～3.5份的Co，3.0～4.0份的B，3.0～4.0份的Si，0.4～0.8份的C，1.0～2.0份的V，1.0～2.0份的Nb，余量为Ni和微量杂质，0.12≤(V+Nb)/(Fe+C+Co)≤0.21，0.11≤(B+Si+Co)/(Ni+Cr)≤0.17。
3.根据权利要求2所述的抗冲击耐磨超硬金属基复合层，其特征在于，所述合金工作层的组份按重量计包括：10～15份的Fe，8～15份的Cr，3.0～4.0份的B，3.0～4.0份的Si，2.0～3.0份的C，32～38的W，1.0～2.0份的Co，余量为Ni和微量杂质，0.11≤(B+Si+Co)/(Ni+Cr)≤0.21，0.64≤(Co+W)/(Ni+Cr+C)≤0.94。
4.矫直辊制作工艺，其特征在于，制作步骤如下：
<...【技术特征摘要】
1.抗冲击耐磨超硬金属基复合层，其特征在于，包括合金沟槽覆层一、合金沟槽覆层二和合金工作层；
2.根据权利要求1所述的抗冲击耐磨超硬金属基复合层，其特征在于，所述合金沟槽覆层一和合金沟槽覆层二的组份按重量计包括：13～18份的fe，15～18份的cr，2.5～3.5份的co，3.0～4.0份的b，3.0～4.0份的si，0.4～0.8份的c，1.0～2.0份的v，1.0～2.0份的nb，余量为ni和微量杂质，0.12≤(v+nb)/(fe+c+co)≤0.21，0.11≤(b+si+co)/(ni+cr)≤0.17。
3.根据权利要求2所述的抗冲击耐磨超硬金属基复合层，其特征在于，所述合金工作层的组份按重量计包括：10～15份的fe，8～15份的cr，3.0～4.0份的b，3.0～4.0份的si，2.0～3.0份的c，32～38的w，1.0～2.0份的co，余量为ni和微量杂质，0.11≤(b+si+co)/(ni+cr)≤0.21，0.64≤(co+w)/(ni+cr+c)≤0.94。
4.矫直辊制作工艺，其特征在于，制作步骤如下：
5.根据权利要求4所述的矫直辊制作工艺，其特征在于，所述粗化-初段喷涂处理...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈道龙，陈治鹏，周俊立，程志发，
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：
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