棒材kocks定徑機卡盤表面激光熔覆制備耐磨涂層的方法
【專利摘要】一種棒材KOCKS定徑機卡盤表面激光熔覆制備耐磨涂層的方法，其特點是：（1）過渡層激光熔覆材料的配制，A.鎳基合金粉末，B.鈷基合金粉末兩種合金重量配比比例為3～5:1在電子天平上進行配制，并在專用混粉器進行混合4小時以上；（2）工作層機械加工及表面清理，油污用溶劑或清洗劑清除，對銹層可用打磨或噴砂清除；（3）激光熔覆加工，選用配制并混合完畢的過度層粉末、工作層粉末，調節自動送粉裝置送粉速率，以滿足涂層厚度所需送粉速率。本發明在基體上表面形成0.5--3mm左右的高硬度、抗熱磨損、抗金屬間擦傷能力強的鈷基硬質合金涂層，從而提高棒材KOCKS定徑機卡盤止口及盤面使用壽命。
【專利說明】 棒材KOCKS定徑機卡盤表面激光熔覆制備耐磨涂層的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種采用激光熔覆技術修復冶金設備部件的方法，特別是涉及一種棒材K0CKS定徑機卡盤表面激光熔覆制備耐磨涂層的方法，屬于激光熔覆【技術領域】。
【背景技術】
[0002]棒材K0CKS三輥減定徑機由于三輥互成120°，使變形更加均勻，能獲得更精確的尺寸公差及良好的表面質量；采用備用機架換輥，可提高有效作業時間，提高成材率。由于軋制精度高，表面質量好，能降低后續工序成本，因而常用于附加值高的特殊鋼生產。
[0003]K0CKS三輥減定徑機卡盤總成是其核心部件。在生產裝配過程中由于卡盤與高硬度的硬質合金、高速鋼輥環接觸與裝卸導致卡盤止臺與盤面出現磨損，裝配間隙過大影響正常工作，特別是磨損超差后由于緊度不夠導致輥環與盤面之間在軋制過程中出現相對滑移加劇了卡盤的磨損且影響正常生產。
[0004]在卡盤磨損部位采用傳統的修復與制造時，由于電弧堆焊熱應力大導致的變形大，噴涂及電鍍結合結合力差，因此無法采用上述工藝方法有效進行實施。
【發明內容】
[0005]本發明的目的就在于針對現有技術存在的問題，提供一種棒材K0CKS定徑機卡盤表面激光熔覆修復與制造工藝。本發明的工藝路線為:利用激光熔覆作用時間短，基體材料的熱影響區和由于加工應力而產生的變形小，熔覆層結構細密，微觀缺陷小，涂層與基體界面為冶金結合，熔覆層成分及稀釋率可控，易自動化選區熔覆等優點，采用高硬度、抗金屬間擦傷能力強的鈷基合金粉末作為激光熔覆工作層，而工作層與基體之間采用強韌性好，
線膨脹系數適中的合金作為其過渡層，有效避免基體與工作層材料之間的熱物理性能差異過大導致的熔覆開裂問題。此發明工藝簡單，可操作性強，具有顯著的經濟效益和社會效.、
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[0006]本發明采用的技術方案是。
[0007]這種棒材K0CKS定徑機卡盤表面激光熔覆制備耐磨涂層的方法，其特點是包括以下步驟。
[0008]1.過渡層激光熔覆材料的配制。
[0009]A.鎳基合金粉末，其化學成分為。
[0010]碳0.05-0.3% 硅 2-4% 硼 1-3% 鉻 0-8% 鐵 0-8% 其余為鎳。
[0011]B、鈷基合金粉末，其化學成分為。
[0012]碳0.25% 硅 0.9% 鉻 27.0% 鑰 5.5% 鐵 0_8% 其余為鈷。
[0013]C、配制粉末比例。
[0014]上述A、B兩種合金重量配比比例為3?5:1。
[0015]按上述材料及配比范圍在電子天平上進行配制，并在專用混粉器進行混合4小時以上。
[0016]2.工作層機械加工及表面清理。
[0017]機械加工的目的是為了預留激光熔覆所需的工作層厚度，表面清理是保證涂層與基體結合強度的重要工序，油污等用溶劑或清洗劑清除，對銹層可用打磨或噴砂清除。
[0018]3、激光熔覆加工。
[0019]I)合金粉末的選擇和自動送粉裝置的調整。
[0020]根據卡盤的磨損狀況，選用配制并混合完畢的過度層粉末、工作層粉末，工作層粉末為已知技術(牌號為Stelite 1)，調節自動送粉裝置送粉速率，以滿足涂層厚度所需送粉速率。
[0021]2)激光熔覆工藝參數。
[0022]聚焦鏡f = 200 ?400。
[0023]熔覆功率P=2000 ?10000W。
[0024]光斑直徑D=2?6mm。
[0025]溶覆掃描速度V=200 ?1000mm/min。
[0026]搭接率40?60%。
[0027]熔覆厚度0.5-3 mm。
[0028]本發明自行配制的過渡層合金粉有良好的材料熱物性差異的協調性，較高的強韌性因而非常適合鈷基硬質合金硬面涂層的激光熔覆修復與制造。
[0029]本發明的原理及特點是通過采用激光熔覆復合涂層的工藝手段，在基體上表面形成0.5—3mm左右的高硬度、抗熱磨損、抗金屬間擦傷能力強的鈷基硬質合金涂層，從而提高棒材KOCKS定徑機卡盤使用壽命。此發明技術的核心是在無需預熱的條件下在棒材KOCKS定徑機卡盤激光熔覆制造高硬度鈷基硬質合金耐磨涂層，減少能耗且對環境無污染、無福射、低噪聲，綜合成本低等特點。
【具體實施方式】
[0030]實施例1。
[0031]棒材KOCKS定徑機卡盤表面激光熔覆制備耐磨涂層的工藝，包括以下過程。
[0032]1、過渡層激光熔覆材料的配制。
[0033]A、鎳基A合金粉末為,其化學成分為。
[0034]碳0.05-0.3% 硅 2-4% 硼 1-3% 鉻 0-8% 鐵 0-8% 其余為鎳。
[0035]B、鈷基B合金粉末,其化學成分為。
[0036]碳0.25% 硅 0.9% 鉻 27.0% 鑰 5.5% 鐵 0-8% 其余為鈷。
[0037]C、粉末比例。
[0038]上述A、B兩種合金重量配比比例為4:1。
[0039]按上述材料及配比范圍在電子天平上進行配制，并在專用混粉器進行混合4小時以上。
[0040]2、工作層機械加工及表面清理。
[0041]機械加工的目的是為了預留激光熔覆所需的工作層厚度，表面清理是保證涂層與基體結合強度的重要工序，油污等用溶劑或清洗劑清除，對銹層可用打磨或噴砂清除。
[0042]3、激光熔覆加工。
[0043]1)合金粉末的選擇和自動送粉裝置的調整。
[0044]根據卡盤的磨損狀況，選用配制并混合完畢的過度層粉末、工作層粉末，調節自動送粉裝置送粉速率，以滿足涂層厚度所需送粉速率。
[0045]2)激光熔覆工藝參數。
[0046]聚焦鏡f = 250。
[0047]熔覆功率P=2800。
[0048]光斑直徑D=2mm。
[0049]熔覆掃描速度V=600mm/min。
[0050]搭接率45%。
[0051]熔覆厚度0.8mm。
[0052]實施例2。
[0053]棒材K0CKS定徑機卡盤表面激光熔覆制備耐磨涂層的工藝，包括以下過程。
[0054]1、過渡層激光熔覆材料的配制。
[0055]a)鎳基A合金粉末，其化學成分為。
[0056]碳0.05-0.3% 硅 2-4% 硼 1-3% 鉻 0-8% 鐵 0-8% 其余為鎳。
[0057]B、鈷基B合金粉末，其化學成分為。
[0058]碳0.25% 硅 0.9% 鉻 27.0% 鑰 5.5% 鐵 0-8% 其余為鈷。
[0059]C、粉末比例。
[0060]上述A、B兩種合金重量配比比例為4:1。
[0061]按上述材料及配比范圍在電子天平上進行配制，并在專用混粉器進行混合4小時以上。
[0062]2、工作層機械加工及表面清理。
[0063]機械加工的目的是為了預留激光熔覆所需的工作層厚度，表面清理是保證涂層與基體結合強度的重要工序，油污等用溶劑或清洗劑清除，對銹層可用打磨或噴砂清除。
[0064]3、激光熔覆加工。
[0065]1)合金粉末的選擇和自動送粉裝置的調整。
[0066]根據卡盤的磨損狀況，選用配制并混合完畢的過度層粉末、工作層粉末，工作層粉末為已知技術，牌號為Stelite 1，調節自動送粉裝置送粉速率，以滿足涂層厚度所需送粉速率。
[0067]2)激光熔覆工藝參數。
[0068]過渡層與工作層激光熔覆工藝參數相同。
[0069]聚焦鏡f = 400。
[0070]熔覆功率P=8000。
[0071]光斑直徑D=6mm。
[0072]熔覆掃描速度V=1000mm/min。
[0073]搭接率50%。
[0074]熔覆厚度2mm。
【權利要求】
1.一種棒材KOCKS定徑機卡盤表面激光熔覆制備耐磨涂層的方法，其特征在于包括以下步驟: 1.過渡層激光熔覆材料的配制 A.鎳基A合金粉末，其化學成分為 碳0.05-0.3%硅2-4%硼1-3%鉻0_8%鐵0_8%其余為鎳 B.鈷基B合金粉末，其化學成分為 碳0.25%硅0.9%鉻27.0%鑰5.5%鐵0_8%其余為鈷 C.粉末比例 上述A、B兩種合金重量配比比例為3?5:1 按上述材料及配比范圍在電子天平上進行配制，并在專用混粉器進行混合4小時以上。
2.工作層機械加工及表面清理 機械加工的目的是為了預留激光熔覆所需的工作層厚度，表面清理是保證涂層與基體結合強度的重要工序，油污等用溶劑或清洗劑清除，對銹層可用打磨或噴砂清除。
3.激光熔覆加工 1)合金粉末的選擇和自動送粉裝置的調整 根據卡盤的磨損狀況，選用配制并混合完畢的過度層粉末、工作層粉末，(工作層粉末為已知技術，牌號為Stelite I )，調節自動送粉裝置送粉速率，以滿足涂層厚度所需送粉速率； 2)激光熔覆工藝參數 聚焦鏡f = 200?400 熔覆功率P=2000?10000W 光斑直徑D=2?6mm 溶覆掃描速度V=200?1000mm/mi η 搭接率40?60% 熔覆厚度0.5-3 mm。
【文檔編號】C22C19/05GK104250806SQ201310264563
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月28日 優先權日:2013年6月28日
【發明者】趙越, 陳海濤, 張威 申請人:沈陽大陸激光成套設備有限公司