本发明涉及一种带自润滑涂层的轧机扁头套，属于金属压力加工技术领域。
背景技术：
轧机扁头套是轧机主传动系统的关键部件，其设备状态不仅直接影响轧机主传动设备的状态，也影响着产品质量。扁头套常见的失效形式有开裂和工作面磨损。针对扁头套工作面容易磨损的问题，现普遍采用表面热处理技术(渗碳淬火、深层氮化处理或者感应淬火)以提高扁头套的耐磨性能。例如：
专利200910051422.0——轧机主轴无衬板扁头套的修复方法公开了一种轧机主轴无衬板扁头套的修复方法，首先对无衬板扁头套作去应力退火以消除内部应力，对扁势面感应退火以降低硬度并在2小时内作回火处理，检查确定扁势面疲劳层厚度并着色探伤确定无裂纹产生，采用机加工去除扁势面疲劳层，再进行着色探伤确定扁势面无裂纹，采用气雾化镍基合金粉末对扁势面作激光熔覆，其激光熔覆层与本体基体结合层的机械性能强度达到本体强度的90％以上，硬度为35HRC，将熔覆层加工至与轧机主轴的配合尺寸并着色探伤，确定扁势面无损伤；采用本方法可修复失效的无衬板扁头套，恢复无衬板扁头套的效用，保证了轧机的自动控制和成品质量，降低了检修成本，提高了无衬板扁头套的使用寿命。
专利CN201010237120.5公开了一种无衬板扁头套修复方法，所述方法包括退火和产品加工工序，其特征在于：所述方法步骤如下：(1)对扁头套二侧扁势面进行退火，以降低渗碳层硬度至≤HRC30，(2)机械加工，以去除扁头套扁势面的硬面层，(3)对扁头套的扁势面进行激光熔敷修复，在扁势面表面形成耐磨层，(4)产品加工。根据本发明的无衬板扁头套修复方法，扁头套表面熔敷层具有更高的耐磨性能，可以降低扁头套的磨损和使报废扁头套修复后回收再利 用，使得扁头套具有更长的使用寿命。
专利CN201010534131.X公开了一种采用激光熔覆技术制备扁头套自润滑耐磨层的方法，其特点是：先清理、打磨扁头套待激光熔覆的表面部位，将氧化层和疲劳层去除干净；然后激光熔覆，熔覆层采用梯度功能材料，表面耐磨层选用具有自润滑性能的钴基粉末材料，在耐磨层和基材之间，采用具有优良抗冲击性能且与基体冶金相容性良好的铁基合金粉末；最后对熔覆前后的尺寸检测，确定熔覆厚度，通过着色探伤检测，确保熔覆层无裂纹、气孔、夹杂缺陷。本发明具有扁头套的耐磨层与基体结合强度高、自润滑性能好、适应性强、操作简单、加工误差小、耐磨层的厚度均匀等特点。
但是，实践证明，表面热处理技术虽然能够缓解扁头套的磨损，但是扁头套的使用寿命仍然无法满足要求。
技术实现要素：
本发明通过在扁头套工作面熔覆自润滑涂层，制造一种带自润滑耐磨涂层的轧机扁头套。这种扁头套的使用寿命远远长于现有的扁头套，可以大大降低设备维护成本。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于扁头套工作面的自润滑涂层，其包括：底层和表层，所述底层的材料由按重量百分数计的如下元素组成：
C：0.1～0.3％、Cr：15～17％、Ni：2.5～4.5％、V：0～0.5％、余量为Fe；所述表层的材料由按重量百分数计的如下元素组成：
C：0.3～0.5％、Cr：31～33％、Fe：2.0～4.0％、Mn：0～0.3％、Ni：2.5～4.5％、余量为Co。
作为优选方案，所述底层和表层之间还设有中间层，所述中间层的材料由按重量百分数计的如下元素组成：
C：0.1～0.3％、Cr：16～20％、Ni：70～72％、Mo：4.3～4.6％、V：0.50～0.80％、余量为Fe。
作为优选方案，所述表层的厚度为2～3mm。
根据不同的使用场合，自润滑涂层可以采用两层结构或三层结构。其中两层结构用于扁头套的新品制造，三层结构主要用于扁头套的修复。两层结构的涂层分为底层和面层。底层采用与基体浸润性好、结合强度高的材料，确保熔覆材料与基体的结合强度不低于本体强度的90％。如果在底层和表层之间增加一个中间层，则形成了三层结构的涂层。
一种具有如本发明所述的自润滑涂层的扁头套的制备方法，其包括如下步骤：制作坯料、坯料锻造、粗加工、超声探伤、热处理、半精加工、熔覆自润滑涂层、精加工、无损探伤、成品。
作为优选方案，所述熔覆自润滑涂层为熔覆两层或三层自润滑涂层。
本发明在扁头套制造过程中，取消表面热处理工艺，通过在工作面上熔覆自润滑涂层，从而改善扁头套工作面的耐磨性能，延长扁头套的使用寿命3～5倍，大大降低了设备的维护成本。同时，本发明的方法不仅可以应用于制造扁头套，也可以应用于扁头套修复。
附图说明
图1为本发明的扁头套的结构示意图；
图中：1、扁头套；11、扁面；12、弧形面。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅局限于实施例。
扁头套根据局部结构的差异，其工作面既可以是内孔的两个扁面，也可以是内孔的两个扁面(平面)和两个圆弧面，扁头套的工作面是扁头套磨损的主要部位。本发明的所提供的扁头套的工作面上内孔的两个扁面(平面)和两个弧形面，如图1所示，扁头套1的工作面上内孔两个相对设置的扁面11和两个相对设置的弧形面12。
现有扁头套的制造工艺如下：
坯料→锻造→粗加工→超声探伤→热处理→半精加工→表面热处理→ 精加工→磁粉探伤→成品
根据扁头套本体材质的差异，常用的表面热处理工艺有：渗碳淬火、深层氮化处理以及感应淬火等工艺。
带润滑涂层扁头套的制造工艺如下：
坯料→锻造→粗加工→超声探伤→热处理→半精加工→熔覆自润滑涂层→精加工→无损探伤→成品，其中，熔覆自润滑涂层可以为一层或两层及两层以上，一般为两层或三层较佳。
带自润滑涂层扁头套采用熔覆自润滑涂层工艺取代传统的表面热处理工艺，以改善扁头套工作面的耐磨性能。根据不同的使用场合，自润滑涂层可以采用两层结构或三层结构。其中两层结构用于扁头套的新品制造，三层结构主要用于扁头套的修复。两层结构的涂层分为底层和面层。底层采用与基体浸润性好、结合强度高的材料，确保熔覆材料与基体的结合强度不低于本体强度的90％。底层材料的典型化学成份按重量百分数为：C：0.1～0.3％、Cr：15～17％、Ni：2.5～4.5％、V：0～0.5％、余量为Fe。兼顾耐磨性和机械加工性能，直接与轧辊接触的表层，采用自润滑性能良好的材料，其表面硬度为HRC35～45。表层厚度≥2mm。表层材料的典型化学成份按重量百分数为：C：0.3～0.5％、Cr：31～33％、Fe：2.0～4.0％、Mn：0～0.3％、Ni：2.5～4.5％、余量为Co。如果在底层和表层之间增加一个中间层，则形成了三层结构的涂层。中间层材料的典型化学成分按重量百分数：C：0.1～0.3％、Cr：16～20％、Ni：70～72％、Mo：4.3～4.6％、V：0.50～0.80％、余量为Fe。这样的自润滑涂层具有良好的耐磨性。
根据不同的表层材料，熔覆自润滑涂层后采用不同的无损探伤工艺，保证自润滑层的熔覆质量。
该项技术已经成功地应用于主轧线的轧机主轴。具体的实施案例如表1所示。
故该项技术可以推广到所有的热轧板带、厚板轧制生产线。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化 与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。
表1带自润滑涂层扁头套的应用实例