一种自修复梯度结构镀铬轧辊及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种自修复梯度结构镀铬轧辊及其制备方法，包括以下步骤：A)对轧辊基体表面进行淬火和表面纳米化处理；B)在基体表面电镀梯度过渡层；C)将梯度过渡层进行脉冲磁场退火处理；D)对梯度过渡层进行表面纳米化处理；E)在超声条件下，在梯度过渡层表面使用脉冲电流沉积自修复工作层，工作层电镀液包括硬铬主盐、硫酸、纳米金刚石颗粒、TiO2壳/硅烷‑Cr芯微胶囊、分散剂和表面活性剂；F)对自修复工作层进行脉冲磁场退火处理，得到自修复梯度结构镀铬轧辊。本发明专利技术在基体与工作层之间引入梯度过渡层，并通过纳米化技术构建纳米晶层，解决了传统镀铬轧辊镀层易脱落的技术难题；在工作层中引入了微胶囊，实现自修复功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属表面处理工程，尤其涉及一种自修复梯度结构镀铬轧辊及其制备方法。

技术介绍

1、轧辊是金属轧制的核心部件，其表面需在高压、高速摩擦及较高的温度区间等严苛工况下保持超高耐磨性，从而确保轧制过程中轧辊的尺寸稳定性和表面精度，以满足电子工业、航空航天等领域对材料厚度和表面精度的严苛要求。

2、传统轧辊通常使用轴承钢或高速钢表面淬火及硬铬镀层提升耐磨性，如基体钢gcr15退火硬度约为24hrc，表面淬火处理后硬度约为58-62hrc，表面镀硬铬后硬度达到63-66hrc，随着轧辊表面硬度的提升，同时铬层具有良好的耐腐蚀性，利用这些特点，轧辊应用场景及寿命大大增加。然而，传统技术受限于镀铬界面结合弱、寿命不足及环保性差的缺陷，存在以下情况：

3、1.镀铬剥落风险：铬层与基体存在结合界面，铬层与基体存在诸如热膨胀系数等物化性质的差异导致界面应力集中，高速轧制中由于界面疲劳等原因造成裂纹沿界面扩展，引发镀铬层剥落。

4、2.服役寿命不足：在精密轧制场景(如6μm超薄铜箔)中，镀铬轧辊寿命仅15万吨，频繁更换导致生产成本本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种自修复梯度结构镀铬轧辊的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B)中，采用的过渡层电镀液包括1.1～1.3mol/L的Cr3+、0.25～0.35mol/L的Ni2+、15～30g/L的络合剂和酸性缓冲剂，所述过渡层电镀液pH值为4.0～5.0；

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述淬火的温度为800～1050℃，所述淬火的保温时间为30～120min，保温结束后快速冷却，然后在200～500℃下回火。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)中表面纳米化处理包括高能喷丸...

【技术特征摘要】

1.一种自修复梯度结构镀铬轧辊的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中，采用的过渡层电镀液包括1.1～1.3mol/l的cr3+、0.25～0.35mol/l的ni2+、15～30g/l的络合剂和酸性缓冲剂，所述过渡层电镀液ph值为4.0～5.0；

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述淬火的温度为800～1050℃，所述淬火的保温时间为30～120min，保温结束后快速冷却，然后在200～500℃下回火。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中表面纳米化处理包括高能喷丸、激光冲击、表面研磨、表面滚压和表面碾压中的一种或多种的组合；

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中电镀的温度为50～60℃，电镀的时间为1～3小时，电镀的电流密度为35～45a/dm2。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：伏文如，杨立斌，李秀艳，卢柯，
申请(专利权)人：重庆纳米金属研究院，
类型：发明
国别省市：