CN103882424A - 一种带有激光熔覆涂层的高速线材轧机导卫辊的制备方法 - Google Patents

一种带有激光熔覆涂层的高速线材轧机导卫辊的制备方法 Download PDF

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张峻巍
张志强
谢红委
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Abstract

本发明公开了一种带有激光熔覆涂层的高速线材轧机导卫辊的制备方法，通过合理的熔覆粉末选择和激光工艺参数设定，在导辊表面熔覆一层耐磨涂层，从而提高导辊的使用寿命。该方法包括：采用车床进行粗加工导卫辊；对激光熔覆面进行清洁处理；配置耐磨熔覆材料；采用高功率激光器进行激光熔覆扫描；对激光熔覆后的滚动导卫辊进行精加工。本发明的激光熔覆工艺具有对环境无污染、无辐射、低噪声的优点，还具有生产率高、能耗低、熔覆层加工余量小的特点。制备的导卫辊成品率高，综合成本低。

Description

一种带有激光熔覆涂层的高速线材轧机导卫辊的制备方法
技术领域
本发明涉及表面强化的轧机导辊制备方法，特别是一种带有激光熔覆涂层的高速线材轧机导卫辊的制备方法。
背景技术
在冶金工业的高速线材轧钢行业，轧钢滚动导卫辊(以下简称“导辊”)的作用是将椭圆轧件正确的导入轧辊孔型，使其稳定的变形，并得到预定的几何形状和尺寸。
现代高速线材轧机的最高速度已达到110m/s，相应的导辊最高转动速度也很高。在高速线材的生产实践中，为了保证线材具有良好的表面质量，导辊表面被磨损到一定程度，需要更换它。滚动导卫辊的消耗量是巨大的，也是容易损坏的备件。
磨损是导辊的主要失效形式之一。导辊磨损到一定程度，就丧失了其准确的导向能力，不能准确地进入孔型。另外，由于工作环境恶劣，受冷却水以及氧化粉尘的腐蚀，也是降低其使用寿命。目前对导辊的使用寿命的提高主要有以下几种，(1)由于其工作环境在高温下，保证良好的冷却。(2)改善油气质量和改进轴承安装方法。(3)尺寸的控制。但对导辊的自身强化的工作开展的不是很多，而且都是需要附加的装置来提高其寿命，提高了应用的难度和成本。
中国专利CN2552617Y公开了一种复合结构的轧钢滚动导卫辊，其特征在于辊身由金属陶瓷外环与铝合金内环复合构成，由于外环的硬度高，内环的重量轻，转动惯性小，综合提高了表面的耐磨损寿命。但制造成本较高。
中国专利CN103320787A公开了对失效棒材滚动导卫再制造的修复方法，通过选取涂层材料，根据激光熔覆功率大小，光板大小，扫描速度和搭接量，来对棒材滚动式导卫的修复面进行修复。对失效的棒材滚动导卫进行再制造，有利于降低生产成本。但该方法仅限于对导卫辊的修复。
发明内容
本发明提供了一种带有激光熔覆涂层的高速线材轧机导卫辊的制备方法，通过合理的熔覆粉末选择和激光工艺参数设定，在导辊表面熔覆一层耐磨涂层，从而提高导辊的使用寿命。
本发明提供的一种带有激光熔覆涂层的高速线材轧机导卫辊的制备方法包括以下步骤：
a.导卫辊的基体选用轴承钢、中碳钢或低合金钢材料，按导辊成品尺寸，采用车床进行粗加工，各加工面留出0.2-0.5mm的精加工余量；
b.对激光熔覆的滚面凹槽位置进行车削出0.5-1.5mm的熔覆余量，并对熔覆面进行清洁处理；
c.配置耐磨熔覆材料，选用含碳化铬增强材料的镍基或钴基激光熔覆粉末；
d.采用高功率CO2或YAG或半导体或光纤激光器在滚面凹槽表面直接送粉进行激光熔覆扫描，YAG激光器激光功率为300W～500W，CO2、半导体和光纤激光器为2000W～4000W，扫描速度在1mm/s-15mm/s，涂层厚度要留出0.3mm～0.5mm的加工余量；
e.对激光熔覆后的滚动导卫辊进行精加工，达到尺寸精度与表面光洁度要求。
本发明与现有同类技术相比，其显著的有益效果体现在：
激光熔覆工艺具有对环境无污染、无辐射、低噪声的优点，还具有生产率高、能耗低、熔覆层加工余量小的特点。制备的导卫辊成品率高，综合成本低。
附图说明
图1是一种高速线材轧机滚动导卫辊激光熔覆涂层示意图。
图中：1-导卫辊基体；2-激光熔覆涂层。
具体实施方式
下面结合附图通过实施例来详细说明本发明的技术方案。
一种带有激光熔覆涂层的高速线材轧机导卫辊的制备方法操作步骤如下：
a.将直径为
Figure BDA0000478905520000021
的GCr15轴承钢圆棒进行机加工，制得如附图1中所示的滚动导卫辊，各面留出0.3mm的精加工余量；
b.对激光熔覆的滚面凹槽位置进行车削，留出1mm的熔覆涂层厚度；
c.利用高功率CO2激光加工设备，编制螺旋加工程序，选用含碳化铬镍基高温镍基合金复合粉末，进行直接送粉熔覆加工形成1.5mm厚的合金涂层，激光功率为3800W，扫描速度为4mm/s；圆形光斑尺寸为
Figure BDA0000478905520000031
d.对涂层各表面进行精加工，达到成品导卫辊尺寸精度与表面光洁度要求。

Claims (1)

1.一种带有激光熔覆涂层的高速线材轧机导卫辊的制备方法，其特征是该方法包括以下步骤：
a.导卫辊的基体选用轴承钢、中碳钢或低合金钢材料，按导辊成品尺寸，采用车床进行粗加工，各加工面留出0.2-0.5mm的精加工余量；
b.对激光熔覆的滚面凹槽位置进行车削出0.5-1.5mm的熔覆余量，并对熔覆面进行清洁处理；
c.配置耐磨熔覆材料，选用含碳化铬增强材料的镍基或钴基激光熔覆粉末；
d.采用高功率CO2或YAG或半导体或光纤激光器在滚面凹槽表面直接送粉进行激光熔覆扫描，YAG激光器激光功率为300W～500W，CO2、半导体和光纤激光器为2000W～4000W，扫描速度在1mm/s-15mm/s，涂层厚度要留0.3mm～0.5mm的加工余量；
e.对激光熔覆后的滚动导卫辊进行精加工，达到尺寸精度与表面光洁度要求。
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