CN104388926A - 一种耐磨损传送辊制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种耐磨损传送辊制造方法，属于轧钢设备用传送辊制造方法。方法：1.传送辊毛坯制造；2.过渡缓冲层成型制造，等离子一次熔敷1Cr18Ni9Ti缓冲层；3.传送辊工作面的成型制造，在缓冲熔敷层位置上等离子熔敷3～4mm厚1Cr18Ni9Ti+NiCrMoCo-WC合金层；4.磨削加工为成型传送辊。1Cr18Ni9Ti和NiCrMoCo-WC粉末的粒径分别为100～200目、200～300目，二者的质量配比为1Cr18Ni9Ti粉末为35～70％，NiCrMoCo-WC粉末为65～30％。NiCrMoCo-WC粉末的主要成分为10.5～15.5％Ni、12.5～25.0％Cr、2.0～5.5％Mo、0.2～1.0％Co、45～65％WC，NiCrMoCo-WC粉末通过真空熔炼、气雾化成型球状颗粒，二者通过机械混合形成传送辊工作面熔敷粉末材料。优点：1.提高传送辊使用寿命。2.提高合金的相容性，使其熔敷层裂纹敏感性降低。3.两种合金充分混合，形成高性能表面质量。4.能够应用于传送辊成型制造。

Description

一种耐磨损传送辊制造方法
技术领域
本发明涉及一种轧钢设备用传送辊制造方法，特别是一种耐磨损传送辊制造方法。
背景技术
高品质轧钢设备依赖大量的高性能基础零部件，高性能、长使用寿命的机械基础零部件应该能够承受一些耐磨损、耐腐蚀、耐高(低)温、低摩擦极端使用条件，通常单一金属材料成型的零件不能满足这些性能要求，传送辊是轧钢设备、输送型钢设备的关键机械零部件，传送辊转动时其工作面长期、持续不断与型钢接触，依靠摩擦力输送型钢，传送辊工作面常常因磨损出现矩形沟槽或“V”型沟槽，传送辊表现过早局部磨损而引起失效或报废，不仅影响型钢的输送效率，同时影响型钢的表面质量，严重时整台套设备生产线停产检修。
添加W、Mo、V、Nb、Ti、Cr等合金元素或采用电渣冶炼新方法提高传送辊耐磨损性能被证明是有效果的，由于属于单一金属材料效果有限。堆焊耐磨焊条也成为维修和预保护方法，但是多次堆焊会导致传送辊表面出现裂纹而失效。等离子喷焊Ni60、高铬铸铁，由于堆焊层表面存在不同程度裂纹而很少应用在传送辊的制造上。
公开号为103194749的中国发明专利申请给出的《一种制备输送辊道表面抗热耐磨合金涂层的方法》，该方法是在钢铁输送辊表面激光熔敷Ni15+WC混合粉末，WC20～30％、Ni15为70～80％，激光熔敷涂层厚度0.2～2.0mm。
公开号为101691659的中国发明专利申请给出的《钢材热轧输送辊涂层材料及其制备方法》，该方法是提供输送辊表面强化的一种粉末材料，该材料由Ni60+碳化物的机械混合粉末，Ni60含量为20～35％，碳化物含量为80～65％，碳化物主要由碳化钨、碳化硼、碳化硅、碳化锆的一种或几种组成。
公开号为203532511的中国发明专利申请给出的《金属和异形陶瓷组合辊子》，该方法是金属辊子本体外套装异形陶瓷，金属本体和异形陶瓷之间填充柔性填充层。
现有输送辊使用强化材料主要为高铬铸铁、镍基合金、或镍基合金加碳化物混合粉末，通过堆焊、喷焊、激光熔敷等方式制备表面耐磨涂层，均取得一定使用效果，但是也存在表面裂纹缺陷。
发明内容
本发明的目的是要提供一种工艺简单、表面无裂纹、耐磨损的传送辊成型制造方法。
本发明的目的是这样实现的：在焊接和机械加工成型的传送辊毛坯表面等离子熔敷2～3mm的1Cr18Ni9Ti过渡缓冲层，再在过渡缓冲层上继续等离子熔敷1Cr18Ni9Ti+NiCrMoCo-WC混合粉末耐磨损工作面3～4mm，工作面经过机械磨削加工至规定几何尺寸；
耐磨损传送辊制造方法包括以下几个过程：
(1)传送辊毛坯制造
传送辊由低碳厚壁钢管与安装内芯通过焊接连接为一整体，使其能安装在转动轴上，保证传送辊的转动功能，制成传送辊毛坯；
(2)过渡缓冲层成型制造
采用等离子熔敷工艺在传送辊毛坯的两个端头熔敷1Cr18Ni9Ti粉末，使在传送辊毛坯半径方向形成2～3mm致密无缺陷熔敷缓冲层，等离子熔敷要求一次熔敷成型；
(3)传送辊工作面的成型制造
在传送辊缓冲熔敷层位置，等离子熔敷1Cr18Ni9Ti+NiCrMoCo-WC混合粉末，使其在半径方向形成3～4mm致密无缺陷熔敷工作面；
所述的1Cr18Ni9Ti和NiCrMoCo-WC粉末的粒径分别为100～200目、200～300目，二者的质量配比为1Cr18Ni9Ti粉末为35～70％，NiCrMoCo-WC粉末为65～30％；
所述的NiCrMoCo-WC粉末的成分为10.5～15.5％Ni、12.5～25.0％Cr、2.0～5.5％Mo、0.2～1.0％Co、45～65％WC；
所述的NiCrMoCo-WC粉末、1Cr18Ni9Ti粉末均通过真空熔炼、气雾化成型球状颗粒，二者通过机械混合形成传送辊工作面熔敷粉末材料；
(4)传送辊成型加工
磨削加工等离子熔敷的传送辊外表面，完成耐磨损传送辊的成型制造过程。
有益效果，由于采用梯度功能材料设计方法，设计传送辊工作面由内至外表面的硬度和耐磨性逐渐增加，应力释放方向由表面向心部。设计利用低碳钢传送辊本体与1Cr18Ni9Ti不锈钢、1Cr18Ni9Ti不锈钢与1Cr18Ni9Ti+NiCrMoCo-WC合金之间良好的焊接相容性能。等离子熔敷各层之间形成牢固的冶金结合，使其形成多种材料加工成型一个高性能零件。
与现有技术相比，具有以下优点：
1.在表面强化层与传送辊本体之间设计一层应力缓冲层，有效降低传送辊强化表面裂纹现象，提高传送辊使用寿命、降低型钢表面缺陷、提高型钢表面质量。
2.NiCrMoCo-WC合金材料设计多元合金作为WC的粘结相，提高合金的相容性，使其熔敷层裂纹敏感性降低。
3.1Cr18Ni9Ti粉末和NiCrMoCo-WC粉末采用不同粒径的密级配，有利于两种合金的充分混合，形成高性能表面质量。
4.能够应用于传送辊成型制造，也适用于旧件的修复；还可以应用于相类似的产品制造。
具体实施方式
在焊接和机械加工成型的传送辊毛坯表面等离子熔敷2～3mm的1Cr18Ni9Ti过渡缓冲层，再在过渡缓冲层上继续等离子熔敷1Cr18Ni9Ti+NiCrMoCo-WC混合粉末耐磨损工作面3～4mm，工作面经过机械磨削加工至规定几何尺寸；
耐磨损传送辊制造方法包括以下几个过程：
(1)传送辊毛坯制造
传送辊由低碳厚壁钢管与安装内芯通过焊接连接为一整体，使其能安装在转动轴上，保证传送辊的转动功能，在传送辊两端头外圆直径方向车削去除5～8mm，制成传送辊毛坯；
(2)过渡缓冲层成型制造
采用等离子熔敷工艺在传送辊毛坯的两个端头熔敷1Cr18Ni9Ti粉末，使在传送辊毛坯半径方向形成2～3mm致密无缺陷熔敷缓冲层，等离子熔敷要求一次熔敷成功；
(3)传送辊工作面的成型制造
在传送辊缓冲熔敷层位置，等离子熔敷1Cr18Ni9Ti+NiCrMoCo-WC混合粉末，使其在半径方向形成3～4mm致密无缺陷熔敷工作面；
所述的1Cr18Ni9Ti和NiCrMoCo-WC粉末的粒径分别为100～200目、200～300目，二者的质量配比为1Cr18Ni9Ti粉末为35～70％，NiCrMoCo-WC粉末为65～30％；
所述的NiCrMoCo-WC粉末的成分为10.5～15.5％Ni、12.5～25.0％Cr、2.0～5.5％Mo、0.2～1.0％Co、45～65％WC；
所述的NiCrMoCo-WC粉末、1Cr18Ni9Ti粉末均通过真空熔炼、气雾化成型球状颗粒，二者通过机械混合形成传送辊工作面熔敷粉末材料；
(4)传送辊成型加工
磨削加工等离子熔敷的传送辊外表面，完成耐磨损传送辊的成型制造过程。
实施例1：
(1)传送辊毛坯制造
低碳Q345厚壁钢管1与内芯2通过CO2气体保护焊接成为传送辊本体。
(2)传送辊过渡缓冲层成型制造
在厚壁钢管1上等离子熔敷1Cr18Ni9Ti粉末，在半径方向一次熔敷成型2mm熔敷缓冲层。等离子熔敷速度80mm/min，熔敷电流160A，离子气体流量280ml/min，保护气体流量800ml/min，送粉电压15V，喷嘴5mm，喷枪摆宽15mm，喷枪摆动速度1300mm/min。
(3)传送辊工作面的成型制造
在传送辊缓冲熔敷层上继续用等离子熔敷1Cr18Ni9Ti+NiCrMoCo-WC混合粉末，使其在半径方向形成4mm致密无缺陷熔敷工作面。1Cr18Ni9Ti和NiCrMoCo-WC粉末的粒径分别为100～200目、200～300目，二者的质量配比为1Cr18Ni9Ti粉末为40％，NiCrMoCo-WC粉末为60％。
等离子熔敷速度80mm/min，熔敷电流180A，离子气体流量280ml/min，保护气体流量800ml/min，送粉电压20V，喷嘴5mm，喷枪摆宽15mm，喷枪摆动速度1300mm/min。
(4)传送辊成型加工
磨削加工等离子熔敷的传送辊外表面，采用立方BN砂轮对传送辊工作面进行磨削加工，从而完成耐磨损传送辊的成型制造过程。砂轮进刀深度0.001～0.005mm，砂轮旋转深度1500转/min。
获得传送辊工作面硬度HV1100～1200。

Claims (3)

1.一种耐磨损传送辊制造方法，其特征是：在焊接和机械加工成型的传送辊毛坯表面等离子熔敷2～3mm的1Cr18Ni9Ti过渡缓冲层，再在过渡缓冲层上继续等离子熔敷1Cr18Ni9Ti +NiCrMoCo-WC混合粉末耐磨损工作面3～4mm，工作面经过机械磨削加工至规定几何尺寸；
耐磨损传送辊制造方法包括以下几个过程：
（1）传送辊毛坯制造
传送辊由低碳厚壁钢管与安装内芯通过焊接连接为一整体，使其能安装在转动轴上，保证传送辊的转动功能，制成传送辊毛坯；
（2）过渡缓冲层成型制造
采用等离子熔敷工艺在传送辊毛坯的两个端头熔敷1Cr18Ni9Ti粉末，使在传送辊毛坯半径方向形成2～3mm致密无缺陷熔敷缓冲层，等离子熔敷要求一次熔敷成型；
（3）传送辊工作面的成型制造
在传送辊缓冲熔敷层位置，等离子熔敷1Cr18Ni9Ti +NiCrMoCo-WC混合粉末，使其在半径方向形成3～4mm致密无缺陷熔敷工作面； 
（4）传送辊成型加工
磨削加工等离子熔敷的传送辊外表面，完成耐磨损传送辊的成型制造过程。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨损传送辊制造方法，其特征在于：所述的1Cr18Ni9Ti和NiCrMoCo-WC粉末的粒径分别为100～200目、200～300目，二者的质量配比为1Cr18Ni9Ti粉末为35～70%，NiCrMoCo-WC粉末为65～30%；
所述的NiCrMoCo-WC粉末的成分为10.5～15.5%Ni、12.5～25.0%Cr、2.0～5.5%Mo、0.2～1.0%Co、45～65%WC。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨损传送辊制造方法，其特征在于：NiCrMoCo-WC粉末、1Cr18Ni9Ti粉末均通过真空熔炼、气雾化成型球状颗粒，二者通过机械混合形成传送辊工作面熔敷粉末材料。
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