冷硬无限铸铁轧辊激光熔覆材料的制作方法

1.本发明涉及激光熔覆技术领域，具体涉及冷硬无限铸铁轧辊激光熔覆材料。


背景技术：

2.目前国内对冷硬铸铁轧辊性能的改进多通过改进轧辊本身的配方、工艺或在轧辊面上加涂层等方式，轧辊本身的配方及工艺等改进难度较大且研发成本高。对此，在轧辊上形成涂层以二次提升性能的方式较受欢迎。具体而言，如以激光熔覆的方式将合金粉固化在轧辊铸铁的表面等，为提高熔覆层的硬度等性能，通常在熔覆粉末中加入大量的碳化钨、碳化钛、碳化硼等硬质相，如授权公告号为cn103589932b的专利中公开一种用在冷硬铸铁轧辊表面的合金粉末，其组分中以wc、tic为主，具备优异的硬度及结合强度高等优点，但wc、tic等的价格较大造成该熔覆层的成本较高，需改进。


技术实现要素：

3.为解决上述至少一个技术缺陷，本发明提供了如下技术方案：
4.本技术文件公开冷硬无限铸铁轧辊激光熔覆材料，以质量计，包括wc16-19份、tic14-18份、b1-2份、ni15-18份、cr12-16份、si0.3-1.5份、co6-8份、al6-9份、y2o31.2-1.7份、mo7-9份、c1.2-1.6份。
5.本方案中改进熔覆合金粉末的组成，降低了wc、tic的量，增加了cr、ni等的含量，以及增加了c、al等组分，形成的熔覆层在硬度、结合强度等性能上与授权公告号为cn103589932b的熔覆层基本一致，但本方案的成本得到降低，市场竞争力提升。
6.组分中，通过al的加入以提高高温塑形及减少熔覆层的收缩率，提高cr、mo等的含量促使固溶强化，以ni提高润湿并改善熔覆层性能，增加c等以提高硬度等性能。
7.进一步，使用方法包括以下步骤：
8.第一、对基体进行打磨、清洗的步骤；
9.第二、将激光熔覆粉末与醇混合并涂覆在基体面上，风干的步骤；
10.第三、通过激光熔覆成型的步骤，其中激光熔覆过程中激光功率为3-4kw，熔覆速度为400-600mm/min。
11.通过打磨、清洗等去除氧化层及污渍、锈迹等，提高结合强度，激光熔覆与醇混合方便涂覆在基体面上，基体即冷硬铸铁工件，涂覆过程中通过限定激光功率及扫描速度使熔覆过程无飞溅等现象，且形成的熔覆层成型完好、无裂纹。
12.进一步，所述激光熔覆粉末与醇按照重量比1:8-12份混合。
13.进一步，所述醇为乙醇。
14.进一步，所述激光熔覆过程中，光斑尺寸为3-4mm，光斑搭接率为30％。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果：
16.1、本发明改进熔覆合金粉末的配方，在维持优异性能的基础上使成本减低，有助提高竞争力。
具体实施方式
17.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
18.实施例1
19.冷硬无限铸铁轧辊激光熔覆材料，以质量计，包括wc16份、tic14份、b1份、ni15份、cr12份、si0.3份、co6份、al6份、y2o31.2份、mo7份、c1.2份。
20.熔覆材料的熔覆方法包括以下步骤：
21.第一、对作为基体的轧辊通过磨抛机打磨表面使其平整光滑无锈迹，之后以酒精清洗洗去残余的油污，烘干后备用；
22.第二、将上述激光熔覆粉末与乙醇按照重量比1:8混合，搅拌均匀，之后涂覆在基体打磨、烘干后的面上，涂覆厚度在1mm，自然风干即可；
23.第三、激光熔覆成型，其中激光熔覆过程中激光功率为3kw，熔覆速度为400mm/min，光斑尺寸为3mm，光斑搭接率为30％，以激光进行扫描使合金粉末及轧辊表面熔化混合，凝固后形成熔覆层。
24.实施例2
25.冷硬无限铸铁轧辊激光熔覆材料，以质量计，包括wc19份、tic18份、b2份、ni18份、cr16份、si1.5份、co8份、al9份、y2o31.7份、mo9份、c1.6份。
26.熔覆材料的熔覆方法包括以下步骤：
27.第一、对作为基体的轧辊通过磨抛机打磨表面使其平整光滑无锈迹，之后以丙酮清洗洗去残余的油污，烘干后备用；
28.第二、将上述激光熔覆粉末与乙醇按照重量比1:10混合，搅拌均匀，之后涂覆在基体打磨、烘干后的面上，涂覆厚度在1mm，自然风干即可；
29.第三、激光熔覆成型，其中激光熔覆过程中激光功率为3.5kw，熔覆速度为500mm/min，光斑尺寸为4mm，光斑搭接率为30％，以激光进行扫描使合金粉末及轧辊表面熔化混合，凝固后形成熔覆层。
30.实施例3
31.冷硬无限铸铁轧辊激光熔覆材料，以质量计，包括wc17份、tic16份、b1.3份、ni16份、cr15份、si0.8份、co7份、al6份、y2o31.5份、mo8份、c1.4份。
32.熔覆材料的熔覆方法包括以下步骤：
33.第一、对作为基体的轧辊通过磨抛机打磨表面使其平整光滑无锈迹，之后以酒精清洗洗去残余的油污，烘干后备用；
34.第二、将上述激光熔覆粉末与乙醇按照重量比1:12混合，搅拌均匀，之后涂覆在基体打磨、烘干后的面上，涂覆厚度在1mm，自然风干即可；
35.第三、激光熔覆成型，其中激光熔覆过程中激光功率为3kw，熔覆速度为600mm/min，光斑尺寸为3mm，光斑搭接率为30％，以激光进行扫描使合金粉末及轧辊表面熔化混合，凝固后形成熔覆层。
36.实施例4
37.冷硬无限铸铁轧辊激光熔覆材料，以质量计，包括wc18份、tic17份、b1.7份、ni17份、cr15份、si1.3份、co8份、al9份、y2o31.6份、mo7份、c1.5份。
38.熔覆材料的熔覆方法包括以下步骤：
39.第一、对作为基体的轧辊通过磨抛机打磨表面使其平整光滑无锈迹，之后以酒精清洗洗去残余的油污，烘干后备用；
40.第二、将上述激光熔覆粉末与乙醇按照重量比1:8混合，搅拌均匀，之后涂覆在基体打磨、烘干后的面上，涂覆厚度在1mm，自然风干即可；
41.第三、激光熔覆成型，其中激光熔覆过程中激光功率为3kw，熔覆速度为400mm/min，光斑尺寸为3mm，光斑搭接率为30％，以激光进行扫描使合金粉末及轧辊表面熔化混合，凝固后形成熔覆层。
42.对比例1
43.冷硬无限铸铁轧辊激光熔覆材料，以质量计，包括wc18份、tic17份、b1.7份、ni17份、cr15份、si1.3份、co8份、y2o31.6份、mo7份、c1.5份。
44.对比例2
45.与授权公告号为cn103589932b中实施例1一致。
46.对上述的产品进行性能的检测，如下表所示：
[0047][0048][0049]
可以看出，本实施例中熔覆层在硬度及剪切强度上均表现优异，在缺失al的对比例1中可以看出其硬度、剪切强度均下降明显，对比例2中剪切强度略低于本方案的性能。
[0050]
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。