型鋼精軋輥孔型表面合金超音速噴涂強化方法及噴涂材料技術

本發明專利技術公開了一種型鋼精軋輥孔型表面合金超音速噴涂強化方法及噴涂材料，屬于材料表面強化技術領域。該方法選用納米級碳化物合金粉末，其中：鎳鋁粉末15～20%、鈷碳化鎢合金粉末50～70%、鉻鉬錳復合粉末10～20%、硼鎢復合粉末5～15%，首先用鎳鋁粉末在型鋼精軋輥上打底0.02mm，然后將鈷碳化鎢合金粉末、鉻鉬錳復合粉末和硼鎢復合粉末熔融后均勻的噴涂到軋輥表面，噴涂層厚度為?0.15～0.20mm，噴槍與噴涂表面的距離為160～180mm，噴槍與噴涂表面的夾角≤90°。該方法采用合金超音速噴涂強化，軋輥孔型表面耐高溫、耐磨性提高，軋輥在線時間延長，過鋼量提高1倍以上，軋輥壽命延長2倍以上。

【技術實現步驟摘要】
型鋼精軋輥孔型表面合金超音速噴涂強化方法及噴涂材料
本專利技術屬于材料表面強化
，尤其涉及一種型鋼精軋輥孔型表面合金超音速噴涂強化方法，還涉及一種噴涂材料。
技術介紹
軋輥是軋機的重要部件，也是軋制生產中的主要消耗備件之一，對型鋼的質量起著關鍵性作用。軋輥的工作條件十分惡劣，且由于軋輥孔型徑向方向上線速度不相同，型鋼與軋輥之間產生相對滑動，出現搓鋼現象，加劇軋輥磨損，加之成品輥孔型過渡圓弧處容易出現應力集中，軋輥局部造成破損，型鋼在軋制生產過程中會出現表面劃傷、積瘤、邊厚差等問題，型鋼表面質量差，難以交付使用，軋輥在線使用時間短，壽命短，因此需要提高軋輥孔型表面的硬度和減少局部應力破損，從而延長軋輥的使用壽命十分重要。目前軋輥孔型表面強化方法有激光表面淬火、表面電火花強化、表面中頻淬火、激光熔覆合金層、等離子熔覆合金層等。中國專利技術專利《一種金屬軋輥表面電火花強化方法》（公開號CN101555580A），本方法以鑄鋼軋輥為沉積對象，選用陶瓷硬質合金WC-Co電極在氬氣保護氣氛下進行沉積處理，其工藝參數為：輸出功率為500～4000W，輸出電壓為60～180V，放電頻率為1000～2000HZ，沉積速率為1～5min/cm，保護氣體氬氣流量設定在5～15L/min。存在的問題是：1）電火花設備投資大，維護費用高；2）對設備的精度要求高且合金層厚薄不一，合金層的耐磨性能差，效果并不理想，且無法用在孔型過渡圓弧處，進而無法消除圓弧處的應力，加快軋輥孔型磨損，使用壽命短。中國專利技術專利《一種型材軋制軋輥激光表面強化工藝》（公開號CN101003847A），該工藝的步驟順序是，軋輥車削加工，探傷檢驗，表面預處理，激光強化處理；用車削加工清除軋輥表面疲勞層后，將探傷檢驗合格的軋輥裝入激光加工機床，用噴槍將吸光材料均勻地噴涂在軋輥輥身需處理部位，以致將待處理部位完全致密覆蓋，待吸光材料干燥后選擇激光強化參數進行強化處理。存在的問題是：1）所需的大型激光設備投資大，維護費用高；軋輥預處理要求較為嚴格，操作過程繁瑣，勞動強度大；2）吸光材料的耐磨性能差，使用壽命短，且無法用在孔型過渡圓弧處，進而無法消除圓弧處的應力。
技術實現思路
為了克服現有技術的缺陷，本專利技術的目的在于提供一種型鋼精軋輥孔型表面合金超音速噴涂強化方法，采用常規噴涂設備，投資少，消除孔型圓弧處的應力集中，提高軋輥的表面耐磨性，提高軋輥的過鋼噸位，延長軋輥的有效使用壽命。型鋼精軋輥孔型表面合金超音速噴涂強化方法，選用納米級碳化物合金粉末，所述納米級碳化物合金粉末配比如下：物質配比鎳鋁粉末15～20%鈷碳化鎢合金粉末50～70%鉻鉬錳復合粉末10～20%硼鎢復合粉末5～15%首先用鎳鋁粉末在型鋼精軋輥上打底0.02mm，然后將鈷碳化鎢合金粉末、鉻鉬錳復合粉末和硼鎢復合粉末熔融后均勻的噴涂到軋輥表面，噴涂層厚度為0.15～0.20mm，噴槍與噴涂表面的距離為160～180mm，噴槍與噴涂表面的夾角≤90°。本專利技術的另一目的是提供一種用于軋輥表面合金超音速噴涂強化的噴涂材料，其組分配比為：物質配比鎳鋁粉末15～20%鈷碳化鎢合金粉末50～70%鉻鉬錳復合粉末10～20%硼鎢復合粉末5～15%優選的，所述鈷碳化鎢合金粉末的粒徑為300～500目。與現有技術相比，優點是步驟銜接有序，簡便易于操作；該方法采用合金超音速噴涂強化，使得軋輥孔型表面耐高溫、耐磨性提高，軋輥在線時間顯著延長，過鋼量提高1倍以上，軋輥磨損小，重復使用次數較之前提高2倍以上，軋輥壽命延長2倍以上，型鋼質量大大提高，合格率提高10%。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術進一步詳細說明。實施例1型鋼精軋輥孔型表面合金超音速噴涂強化方法，具體工序為：1）表面預處理a、表面存在疲勞層和局部嚴重拉傷的溝痕時，在強度允許的前提下可以進行車削處理，為熱噴涂提供容納的空間；b、清除工件表面油污、鐵銹、漆層等，使工件表面潔凈，油污油漆可以用溶劑清洗劑除去，若油漬已經滲入基體材料，可以用火焰加熱除去，對銹層可以進行酸浸、機械打磨或噴砂除去；c、采用車削、磨削或配合方法去除軋輥表面磨損層，使軋輥基體表面的粗糙度控制在RA0.3至RA3.0之間，然后噴砂處理；2）噴涂a、采用常規噴涂設備，選用納米級碳化物合金粉末，所述納米級碳化物合金粉末配比如下：鎳鋁粉末15%、鈷碳化鎢合金粉末70%、鉻鉬錳復合粉末10%、硼鎢復合粉末5%，首先用鎳鋁粉末在型鋼精軋輥上打底0.02mm，然后將鈷碳化鎢合金粉末、鉻鉬錳復合粉末和硼鎢復合粉末熔融后均勻的噴涂到軋輥表面，噴涂層厚度為0.15～0.20mm，噴槍與噴涂表面的距離為160～180mm，噴槍與噴涂表面的夾角≤90°，合金粉末強化了軋輥孔型表面，起到耐磨、耐高溫及潤滑效果，型鋼表面質量大大提高；b、噴涂結束后在空氣中冷卻至室溫，并用氣槍吹凈涂層表面；3）噴涂后處理a、將封孔劑均勻、薄薄的涂覆于熱噴涂涂層表面，并使其充分滲入于涂層孔隙中；b、將封孔后的熱噴涂層自然晾干2～2.5小時，然后放到加熱爐內進行固化加熱加熱到120℃～140℃保溫1.5～2小時。噴涂材料組分配比見表1，對噴涂后的軋輥進行性能測試，具體數據見下表2。實施例2同實施例1方法進行處理，噴涂材料組分配比見表1，對噴涂后的軋輥進行性能測試，具體數據見下表2。實施例3同實施例1方法進行處理，噴涂材料組分配比見表1，對噴涂后的軋輥進行性能測試，具體數據見下表2。實施例4同實施例1方法進行處理，噴涂材料組分配比見表1，對噴涂后的軋輥進行性能測試，具體數據見下表2。實施例5同實施例1方法進行處理，噴涂材料組分配比見表1，對噴涂后的軋輥進行性能測試，具體數據見下表2。表1噴涂材料組分配比實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5鎳鋁粉末15%20%18%17%15%鈷碳化鎢合金粉末70%50%61%55%65%鉻鉬錳復合粉末10%20%15%20%15%硼鎢復合粉末5%10%6%8%5%表2涂層性能參數單位實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5涂層厚度mm0.150.150.150.150.15結合強度MPa58.6659.0258.5958.9058.82表面硬度HRC61.2460.9260.4560.3460.81從上述表2中數據可知，當設定超音速噴涂層為0.15mm時，選用納米級碳化物合金粉末熱噴于軋輥孔型表面，噴涂層與軋輥基體結合強度大于58MPa，硬度大于HRC60。經過本專利技術方法得到的型鋼精軋輥，與未經本專利技術方法處理的型鋼精軋輥進行對比，兩軋輥軋制歐標高質量H型鋼鋼噸位對比，見表3：表3改進前與改進后軋制鋼噸位名稱歐標規格240×240歐標規格260×260未處理13781052經本專利技術處理40332862由上述表3中數據可知，改進后的軋輥軋制鋼噸位平均提高了1.8倍，軋輥的使用壽命得到大大的延長，軋輥使用壽命提高1倍以上。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
型鋼精軋輥孔型表面合金超音速噴涂強化方法，其特征在于選用納米級碳化物合金粉末，所述納米級碳化物合金粉末配比如下：首先用鎳鋁粉末在型鋼精軋輥上打底0.02mm，然后將鈷碳化鎢合金粉末、鉻鉬錳復合粉末和硼鎢復合粉末熔融后均勻的噴涂到軋輥表面，噴涂層厚度為?0.15～0.20mm，噴槍與噴涂表面的距離為160～180mm，噴槍與噴涂表面的夾角≤90°。

【技術特征摘要】
1.型鋼精軋輥孔型表面合金超音速噴涂強化方法，其特征在于選用納米級碳化物合金粉末，所述納米級碳化物合金粉末配比如下：物質配比鎳鋁粉末15～20％鈷碳化鎢合金粉末50～70％鉻鉬錳復合粉末10～20％硼鎢復合粉末5～15％首先用鎳鋁粉末在型鋼精軋輥上打底0.02mm，然后將鈷碳化鎢合金粉末、鉻鉬錳復合粉末和硼鎢復合粉末熔融后均勻的噴涂到軋輥表面，噴涂層厚度為0.15～0.20mm，噴槍...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳克英，張陳，汪永榮，
申請(專利權)人：馬鞍山市恒意機械有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34