一种轧辊表面TiC/TiB2基金属陶瓷复合强化方法，属于冶金机械技术领域。工艺步骤为：轧辊清理；在清理好的轧辊上进行等离子喷涂镍基合金或堆焊镍基合金：依据轧钢孔型系要求对轧辊进行车削加工以符合技术要求；使用TiB2/TiC基金属陶瓷电极，采用电火花沉积工艺在轧辊表面熔覆形成TiB2/TiC基金属陶瓷；优点在于，大幅提升轧辊性能，可确保定辊径轧制，从而保障轧制过程的工艺稳定，与此同时大幅提高轧辊使用寿命，降低轧辊消耗，提升轧钢作业率与钢材表面质量。与堆焊、激光等工艺相比，不仅可用于初、中轧轧辊修复，更主要的是可直接用于精轧机组轧辊表面处理，实现轧辊表面再制造。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金机械
，特别是提供一种轧辊表面TiC/TiB2基金属陶瓷复合强化方法，适用于黑色金属和有色金属轧机。
技术介绍
轧辊是金属材料轧制过程中 的关键零部件和最大消耗件。目前使用的轧辊主要有三种形式，其一为整体制造轧辊，包括离心复合铸造轧辊，其中美国20世纪30年代专利技术的离心铸造镍铬钥无限冷硬复合轧辊号称轧辊发展史上的里程碑，至今仍占据主导地位；其二为组合轧辊，包括辊环轧辊或镶套轧辊，主要应用在高线、棒材精轧机组、管材等生产中； 其三为表面处理技术，主要有激光处理、堆焊、热喷涂等，主要应用于初、中轧轧辊。整体轧辊的主要缺陷是①金属材料浪费严重，能耗大，污染重；轧辊有效工作层重量约为轧辊总重量的 15%左右，使用完毕后全部报废，贵重合金难以分离回收，而铸造又是高能耗、高污染行业；②生产周期长,生产效率低；③产品使用寿命低，消耗大。现有组合式轧辊的主要缺陷①应用面窄；主要应用在轧制力小、轧辊开槽浅的轧机上；②辊套薄，使用中容易破裂，安全性低；③部分产品结构复杂，对使用环境要求苛刻。现有轧辊表面处理技术的主要缺陷是①涂层组织不均匀，导致轧辊磨损不均匀，不能应用于精轧机组；②涂层与轧辊母体结合强度不够，使用中容易出现剥落等现象；③生产效率低，难以满足生产需求；④涂层厚度与性能需进一步提升以满足使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种轧辊表面TiC/TiB2基金属陶瓷复合强化方法，解决现有轧辊制造与修复技术存在的问题，实现了耐磨损，耐腐蚀，抗热疲劳，可靠性高，能广泛应用于板、带、型、棒等各种金属材料的全过程生产当中，全面替代整体轧辊、组合式轧辊和现有轧辊表面修复技术，同时具备加工简单，可循环利用等优点。本专利技术的工艺步骤如下I、轧辊清理将轧辊孔型进行车削，去除所有裂纹，使用50 80目棕刚玉砂对基体表面进行喷砂粗化处理；再用丙酮溶液进行超声清洗；2、在清理后的轧辊表面进行等离子喷涂镍基合金或堆焊镍基合金；等离子喷涂镍基合金的工艺参数为电流30—50A ；电压35V ;主气(99. 999Ar)0. 9 (L/min);保护气(97% Ar+3% H2) 5. 8(L/min);送粉气(97% Ar+3% H2) 2. 5(L/min)； 送粉速度20g/min ;等离子弧长10 20mm ;喷焊速度100 200mm/min ;喷焊层厚度为 0. 5 8. Omm ;喷涂层与母体为冶金结合；所涉及的气体均为体积百分数。堆焊镍基合金的工艺参数将轧辊预热至300 380°C;轧辊表面堆焊后以550 560°C回火，保温6 8h ；镍基合金成分为(重量％ ) :0. 8 1.2C，2.5 4.0B，10 20Cr，4 6Mo，2.0 5.0W，0. 5 I. 5Co，0. 5 I. 5Ti，其佘为Ni ;喷涂层与母体为冶金结合(见附图2)。3、依据轧钢孔型系要求对轧辊进行车削加工以符合技术要求；4、使用TiB2/TiC基金属陶瓷电极，采用电火花沉积工艺在轧辊表面熔覆形成 TiB2/TiC基金属陶瓷；所述TiB2/TiC基金属陶瓷电极的成分为(重量％) :40 50TiB2，30 40TiC， 10 15Mo，0. 5 I. 5Cr，佘量为 Fe。电火花沉积的工艺参数输出功率3000—8000W，输出电压为150—250V，放电频率2000—3000HZ，沉积速率为10—20S/cm2，从而大幅提升轧辊性能。熔覆层与母体为冶金结合(见附图3)。本专利技术的有益效果是大幅提升轧辊性能，可确保定辊径轧制，从而保障轧制过程的工艺稳定，与此同时大幅提高轧辊使用寿命，降低轧辊消耗，提升轧钢作业率与钢材表面质量。与堆焊、激光等工艺相比，不仅可用于初、中轧轧辊修复，更主要的是可直接用于精轧机组轧辊表面处理， 实现轧辊表面再制造。附图说明图I为轧槽表面TiB2/TiC基金属陶瓷强化前后表面状态对比图。图2为轧辊母体与镍基合金结合处金相图。图3为轧辊表层TiC/TiB2基金属陶瓷金相图。图4为角钢轧辊孔型的表面处理。具体实施例方式实施例I螺纹钢精轧机组成品机架轧辊成品机架是螺纹钢生产最关键机架，也是轧辊消耗最多的机架。轧辊开槽后进行等离子喷涂镍基合金，喷涂镍基合金的工艺参数为电流30A ;电压35V ;主气(99. 999Ar)0.9 (L/min);保护气(97% Ar+3% H2) 5. 8 (L/min);送粉气(97% Ar+3% H2) 2. 5 (L/min)； 送粉速度20g/min ;等离子弧长15mm ;喷焊速度200mm/min ;厚度为0. 5mm,镍基合金层成分为(重量％) :1.2(，4.( ，13(>，6110，41，1(0，1.011，其佘为祖；精车后采用电极棒进行电火花沉积，沉积层厚度为30 iim，电极棒材料成分为(重量％) 48TiB2,32 TiC,14Mo, ICr,其佘为Fe，电火花沉积工艺为输出功率3200W，输出电压为150V，放电频率2000Hz，沉积速率为20s/cm2，使用过钢量比原用高速钢轧辊提高一倍左右。(见附图I)实施例2螺纹钢初轧第I机架轧辊初轧机架轧辊为70Mn2钢辊，耐磨性较差，磨损量大。轧辊使用下线后直接进行孔型加工，加工后的孔型堆焊镍基合金，堆焊工艺参数预热至380°C ;焊后以550 560°C 回火，保温8h;厚度为15mm，镍基合金层成分为(重量％) 0. 9C,2. 8B, 12Cr, 4Mo, 2ff, ICo,0.5Ti,其佘为Ni ;精车后进行电火花沉积,沉积层厚度为20iim,电极棒材料成分为(重量％ ) :40TiB2，30TiC，10Mo，4Cr，其佘为Fe，使用过钢量比原用轧辊提高5倍左右。实施例3带钢精平二轧辊 带钢精平二轧辊为球墨铸铁辊，抗热裂性能和耐磨性较差，表面龟裂严重，磨损量大。轧辊使用下线后直接进行孔型加工，加工后的孔型等离子喷涂镍基合金，喷涂镍基合金的工艺参数为电流50A ;电压35V ;主气(99. 999Ar) 0. 9 (L/min);保护气(97 % Ar+3 % H2) 5. 8 (L/min);送粉气(97% Ar+3% H2) :2. 5 (L/min);送粉速度20g/min ;等离子弧长 20mm;喷焊速度200mm/min ;厚度为5mm，镍基合金层成分为(重量％) 1.0C,2. 5B, IOCr, 5Mo, 3ff, I Co, I. OTi，其佘为Ni ;精车后用电极棒熔覆，熔覆层厚度为20-40 u m,熔覆电极材料成分为(重量％) :45TiB2，35TiC，10Mo，4Cr，其佘为Fe，使用过钢量比原用轧辊提高3倍左右。实施例4角钢成品轧辊角钢成品轧辊为球墨铸铁辊，开槽深，槽底耐磨性较差，过钢量低。轧辊使用下线重新开槽后进行等离子喷涂镍基合金，喷涂镍基合金的工艺参数为电流40A ；电压35V ； 主气(99. 999Ar) 0. 9 (L/min);保护气(97% Ar+3% H2) 5. 8 (L/min);送粉气(97% Ar+3% H2) 2. 5 (L/min);送粉速度20g/min ;等离子弧长20mm ;喷焊速度180mm/min ;厚度为1.5_本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：向勇，李聚良，李存良，
申请(专利权)人：湖南三泰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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