本發明涉及一種帶自潤滑涂層的軋機扁頭套，屬于金屬壓力加工技術領域。
背景技術：
軋機扁頭套是軋機主傳動系統的關鍵部件，其設備狀態不僅直接影響軋機主傳動設備的狀態，也影響著產品質量。扁頭套常見的失效形式有開裂和工作面磨損。針對扁頭套工作面容易磨損的問題，現普遍采用表面熱處理技術(滲碳淬火、深層氮化處理或者感應淬火)以提高扁頭套的耐磨性能。例如：
專利200910051422.0——軋機主軸無襯板扁頭套的修復方法公開了一種軋機主軸無襯板扁頭套的修復方法，首先對無襯板扁頭套作去應力退火以消除內部應力，對扁勢面感應退火以降低硬度并在2小時內作回火處理，檢查確定扁勢面疲勞層厚度并著色探傷確定無裂紋產生，采用機加工去除扁勢面疲勞層，再進行著色探傷確定扁勢面無裂紋，采用氣霧化鎳基合金粉末對扁勢面作激光熔覆，其激光熔覆層與本體基體結合層的機械性能強度達到本體強度的90％以上，硬度為35HRC，將熔覆層加工至與軋機主軸的配合尺寸并著色探傷，確定扁勢面無損傷；采用本方法可修復失效的無襯板扁頭套，恢復無襯板扁頭套的效用，保證了軋機的自動控制和成品質量，降低了檢修成本，提高了無襯板扁頭套的使用壽命。
專利CN201010237120.5公開了一種無襯板扁頭套修復方法，所述方法包括退火和產品加工工序，其特征在于：所述方法步驟如下：(1)對扁頭套二側扁勢面進行退火，以降低滲碳層硬度至≤HRC30，(2)機械加工，以去除扁頭套扁勢面的硬面層，(3)對扁頭套的扁勢面進行激光熔敷修復，在扁勢面表面形成耐磨層，(4)產品加工。根據本發明的無襯板扁頭套修復方法，扁頭套表面熔敷層具有更高的耐磨性能，可以降低扁頭套的磨損和使報廢扁頭套修復后回收再利 用，使得扁頭套具有更長的使用壽命。
專利CN201010534131.X公開了一種采用激光熔覆技術制備扁頭套自潤滑耐磨層的方法，其特點是：先清理、打磨扁頭套待激光熔覆的表面部位，將氧化層和疲勞層去除干凈；然后激光熔覆，熔覆層采用梯度功能材料，表面耐磨層選用具有自潤滑性能的鈷基粉末材料，在耐磨層和基材之間，采用具有優良抗沖擊性能且與基體冶金相容性良好的鐵基合金粉末；最后對熔覆前后的尺寸檢測，確定熔覆厚度，通過著色探傷檢測，確保熔覆層無裂紋、氣孔、夾雜缺陷。本發明具有扁頭套的耐磨層與基體結合強度高、自潤滑性能好、適應性強、操作簡單、加工誤差小、耐磨層的厚度均勻等特點。
但是，實踐證明，表面熱處理技術雖然能夠緩解扁頭套的磨損，但是扁頭套的使用壽命仍然無法滿足要求。
技術實現要素：
本發明通過在扁頭套工作面熔覆自潤滑涂層，制造一種帶自潤滑耐磨涂層的軋機扁頭套。這種扁頭套的使用壽命遠遠長于現有的扁頭套，可以大大降低設備維護成本。
為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：
一種用于扁頭套工作面的自潤滑涂層，其包括：底層和表層，所述底層的材料由按重量百分數計的如下元素組成：
C：0.1～0.3％、Cr：15～17％、Ni：2.5～4.5％、V：0～0.5％、余量為Fe；所述表層的材料由按重量百分數計的如下元素組成：
C：0.3～0.5％、Cr：31～33％、Fe：2.0～4.0％、Mn：0～0.3％、Ni：2.5～4.5％、余量為Co。
作為優選方案，所述底層和表層之間還設有中間層，所述中間層的材料由按重量百分數計的如下元素組成：
C：0.1～0.3％、Cr：16～20％、Ni：70～72％、Mo：4.3～4.6％、V：0.50～0.80％、余量為Fe。
作為優選方案，所述表層的厚度為2～3mm。
根據不同的使用場合，自潤滑涂層可以采用兩層結構或三層結構。其中兩層結構用于扁頭套的新品制造，三層結構主要用于扁頭套的修復。兩層結構的涂層分為底層和面層。底層采用與基體浸潤性好、結合強度高的材料，確保熔覆材料與基體的結合強度不低于本體強度的90％。如果在底層和表層之間增加一個中間層，則形成了三層結構的涂層。
一種具有如本發明所述的自潤滑涂層的扁頭套的制備方法，其包括如下步驟：制作坯料、坯料鍛造、粗加工、超聲探傷、熱處理、半精加工、熔覆自潤滑涂層、精加工、無損探傷、成品。
作為優選方案，所述熔覆自潤滑涂層為熔覆兩層或三層自潤滑涂層。
本發明在扁頭套制造過程中，取消表面熱處理工藝，通過在工作面上熔覆自潤滑涂層，從而改善扁頭套工作面的耐磨性能，延長扁頭套的使用壽命3～5倍，大大降低了設備的維護成本。同時，本發明的方法不僅可以應用于制造扁頭套，也可以應用于扁頭套修復。
附圖說明
圖1為本發明的扁頭套的結構示意圖；
圖中：1、扁頭套；11、扁面；12、弧形面。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步描述，但本發明的保護范圍不僅局限于實施例。
扁頭套根據局部結構的差異，其工作面既可以是內孔的兩個扁面，也可以是內孔的兩個扁面(平面)和兩個圓弧面，扁頭套的工作面是扁頭套磨損的主要部位。本發明的所提供的扁頭套的工作面上內孔的兩個扁面(平面)和兩個弧形面，如圖1所示，扁頭套1的工作面上內孔兩個相對設置的扁面11和兩個相對設置的弧形面12。
現有扁頭套的制造工藝如下：
坯料→鍛造→粗加工→超聲探傷→熱處理→半精加工→表面熱處理→ 精加工→磁粉探傷→成品
根據扁頭套本體材質的差異，常用的表面熱處理工藝有：滲碳淬火、深層氮化處理以及感應淬火等工藝。
帶潤滑涂層扁頭套的制造工藝如下：
坯料→鍛造→粗加工→超聲探傷→熱處理→半精加工→熔覆自潤滑涂層→精加工→無損探傷→成品，其中，熔覆自潤滑涂層可以為一層或兩層及兩層以上，一般為兩層或三層較佳。
帶自潤滑涂層扁頭套采用熔覆自潤滑涂層工藝取代傳統的表面熱處理工藝，以改善扁頭套工作面的耐磨性能。根據不同的使用場合，自潤滑涂層可以采用兩層結構或三層結構。其中兩層結構用于扁頭套的新品制造，三層結構主要用于扁頭套的修復。兩層結構的涂層分為底層和面層。底層采用與基體浸潤性好、結合強度高的材料，確保熔覆材料與基體的結合強度不低于本體強度的90％。底層材料的典型化學成份按重量百分數為：C：0.1～0.3％、Cr：15～17％、Ni：2.5～4.5％、V：0～0.5％、余量為Fe。兼顧耐磨性和機械加工性能，直接與軋輥接觸的表層，采用自潤滑性能良好的材料，其表面硬度為HRC35～45。表層厚度≥2mm。表層材料的典型化學成份按重量百分數為：C：0.3～0.5％、Cr：31～33％、Fe：2.0～4.0％、Mn：0～0.3％、Ni：2.5～4.5％、余量為Co。如果在底層和表層之間增加一個中間層，則形成了三層結構的涂層。中間層材料的典型化學成分按重量百分數：C：0.1～0.3％、Cr：16～20％、Ni：70～72％、Mo：4.3～4.6％、V：0.50～0.80％、余量為Fe。這樣的自潤滑涂層具有良好的耐磨性。
根據不同的表層材料，熔覆自潤滑涂層后采用不同的無損探傷工藝，保證自潤滑層的熔覆質量。
該項技術已經成功地應用于主軋線的軋機主軸。具體的實施案例如表1所示。
故該項技術可以推廣到所有的熱軋板帶、厚板軋制生產線。
綜上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非用來限定本發明實施的范圍，凡依本發明權利要求范圍所述的形狀、構造、特征及精神所為的均等變化 與修飾，均應包括于本發明的權利要求范圍內。
表1帶自潤滑涂層扁頭套的應用實例