在高速线材辊环表面制备碳化钨硬质合金涂层的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102453902102453902B(45)授权公告日2015.02.18(21)申请号201010518946.9吴新伟等.镍基WC金属陶瓷激光熔覆涂层的熔化烧损规律.《金属学报》.1997,第33卷(第(22)申请日2010.10.2612期),(73)专利权人沈阳大陆激光成套设备有限公司地址110136辽宁省沈阳市沈北新区道义经审查员王蕾济开发区沈北路29号(72)发明人陶兴启陈海涛崔忠宝(74)专利代理机构沈阳亚泰专利商标代理有限公司21107代理人韩辉(51)Int.Cl.C23C24/10(2006.01)(56)对比文件CN101338428A,2009.01.07,杨胶溪等.激光熔覆WC/Ni基硬质合金组织结构及耐磨性能研究.《应用激光》.2008,第28卷(第6期),权利要求书1页权利要求书1页说明书5页说明书5页(54)发明名称在高速线材辊环表面制备碳化钨硬质合金涂层的方法(57)摘要一种在高速线材辊环表面制备碳化钨硬质合金涂层的方法，采用激光熔覆技术通过同步送粉的方法，在普通的中碳合金钢辊环基体孔型所在部位熔覆形成冶金结合的碳化钨硬质合金涂层，其工艺过程：先选择辊环的基体；然后进行碳化钨硬质合金激光熔覆材料的配制；工作层机械加工及表面清理，激光熔覆加工使辊环表面形成碳化钨硬质合金涂层。本发明提高了辊环的整体耐热疲劳、抗冲击、耐腐蚀的性能，有效的降低甚至杜绝了传统硬质合金因冲击韧性不够而导致的断环的事故。CN102453902BCN1024539BCN102453902B权利要求书1/1页1.一种在高速线材辊环表面制备碳化钨硬质合金涂层的方法，其特征在于工艺过程如下：（1）辊环的基体辊环的基体材料为40CrNiMo合金钢；（2）碳化钨硬质合金激光熔覆材料的配制A、镍基合金为粘接相的化学成分，以质量百分数计：碳0.08%、硅2.5%、硼1.5%、铬3%、铁3%、其余为镍，B、碳化钨特征球状铸造碳化钨，粒度40-70um，C、粉末比例球状铸造碳化钨重量百数为80%;镍基合金为粘接相重量百数为20%.按上述材料及配比范围在电子天平上进行配制，并在专用混粉器进行混合4小时以上；（3）工作层机械加工及表面清理机械加工的目的是为了预留激光熔覆所需的工作层厚度，表面清理是保证涂层与基体结合强度的重要工序，油污用溶剂或清洗剂清除，对锈层可用打磨或喷砂清除；（4）激光熔覆加工1）合金粉末的选择和自动送粉装置的调整根据辊环的工作部位，选用上述比例粘接相、球状铸造碳化钨粉末，调节自动送粉装置送粉速率，以满足涂层厚度所需送粉速率；2）激光熔覆工艺参数聚焦镜f=400熔覆功率P=4000W光斑直径D=4mm熔覆扫描速度V=500mm/min搭接率50%。2CN102453902B说明书1/5页在高速线材辊环表面制备碳化钨硬质合金涂层的方法技术领域[0001]本发明涉及一种冶金设备部件表面制备耐磨、抗热涂层的方法，特别是涉及一种采用激光熔覆技术在高速线材辊环表面制备碳化钨硬质合金涂层的方法，属于激光熔覆技术领域。背景技术[0002]高速线材轧机多采用粉末冶金的碳化钨-钴硬质硬质合金辊环，辊环具有高温硬度高，耐磨性好，但在使用过程中存在着以下明显不足：[0003]1.冲击韧性尚显不够，在疲劳载荷的作用下，疲劳裂纹扩展迅速，表面表面剥落甚至碎辊，断环现象时有发生。[0004]2.耐腐蚀性欠佳，对冷却水PH值要求严格。[0005]3.对加工精度要求极高，辊环安装必须十分仔细。[0006]有关替代传统硬质合金辊环的新材料、新工艺的研究开发一直没有停止过，如采用热等静压的工艺进行的内环为钢、外环为硬质合金的复合辊环，此工艺复杂，内应力大，开裂严重。采用铸造方法进行硬质合金辊环的制造，但铸造方面的问题也较多。[0007]因此，选择适当的在高速线材辊环表面制备碳化钨硬质合金涂层的工艺，使高速线材辊环表面碳化钨硬质合金涂层与基体结合强度高、耐磨性能好、合金涂层的厚度均匀，是所属领域当前亟待解决的课题。[0008]激光熔覆技术作为一种先进的再制造技术，近年来得到了迅速推广和广泛应用。[0009]激光熔覆技术利用高能量激光束聚集能量极高的特点，瞬间将在基材表面预置或与激光同步自动送置的、具有特殊物理、化学或力学性能的合金粉末完全熔化，同时基材部分熔化，形成一种新的复合型材料，激光束扫描后快速凝固，获得与基体冶金结合的致密覆层，以达到恢复几何尺寸和表面强化的目的。[0010]目前，关于利用激光熔覆工艺制备设备部件耐磨合金涂层的专利和报道很多：例如，[0011]公开号为CN1932082的中国发明专利申请给出的《在结晶器表面激光快速熔覆制备耐磨抗热复合涂层工艺》