CN106348789A - 一种基于陶瓷基体复合涂层的导卫辊及其制备方法 - Google Patents

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张有德
完永云
吴涛
郁应海
胡峰
史宣菊
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Abstract

本发明公开了一种基于陶瓷基体复合涂层的导卫辊及其制备方法。包括陶瓷辊芯，所述陶瓷辊芯的周侧面上均布沉淀有硬质合金涂层。本发明通过轻质的多孔氮化硅陶瓷作为导卫辊的基体，具有结构强度高，不易变形，耐高温，耐摩擦，再通过将多孔氮化硅陶瓷的导卫辊基体的粗糙面进行硬质合金涂层的喷敷，形成结构稳定的导卫辊，以提高使用的寿命和产品的精度。

Description

一种基于陶瓷基体复合涂层的导卫辊及其制备方法
技术领域
本发明属于导卫辊技术领域，特别是涉及一种基于陶瓷基体复合涂层的导卫辊及其制备方法。
背景技术
氮化硅陶瓷是一种烧结时不收缩的无机材料。氮化硅的强度很高，尤其是热压氮化硅，是世界上最坚硬的物质之一。Si3N4陶瓷材料作为一种优异的高温工程材料，最能发挥优势的是其在高温领域中的应用。Si3N4今后的发展方向是：⑴充分发挥和利用Si3N4本身所具有的优异特性；⑵在Si3N4粉末烧结时，开发一些新的助熔剂，研究和控制现有助熔剂的最佳成分；⑶改善制粉、成型和烧结工艺；⑷研制Si3N4与SiC等材料的复合化，以便制取更多的高性能复合材料。
在线材轧制过程中，钢坯以较高的温度(900～1250℃)及较高的速度(50m/s以上)通过导卫装置，同时为冷却轧辊及导卫装置，需要不停地向其表面喷射一定压力的冷却水。因此，导卫装置在较高温度下，既要承受急冷急热冲击，又要承受滑动摩擦磨损以及钢坯入口时施加的冲击载荷，工作条件十分恶劣，当导卫辊的热量散热不畅时，容易造成导卫辊的损耗甚至失效。
目前导卫辊大多采用耐热钢等金属材质，由于金属在高温下的硬度耐磨性低，而且高温下化学稳定性差，因此在导卫辊在使用过程中会出现高温磨损失效、粘钢失效、拉伤失效、热疲劳与热裂失效等失效形式。此外由于金属的密度高，在高速旋转运动中，重质导卫辊会对安装在其内部的轴承产生 很大的应力，容易造成轴承的失效。因此从导卫辊材质本身考虑防止以上失效的措施是提高材料的硬度、耐磨性、韧性以及抗高温氧化能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于陶瓷基体复合涂层的导卫辊及其制备方法，通过轻质的多孔氮化硅陶瓷作为导卫辊的基体，再通过将多孔氮化硅陶瓷的导卫辊基体的粗糙面进行硬质合金涂层的喷敷，形成结构稳定的导卫辊，以提高使用的寿命和产品的精度。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于陶瓷基体复合涂层的导卫辊，包括陶瓷辊芯，所述陶瓷辊芯的周侧面上均布沉淀有硬质合金涂层。
进一步地，所述陶瓷辊芯为多孔氮化硅陶瓷，能够降低该导卫辊的重量。
进一步地，所述硬质合金涂层的厚度在5mm-10mm的范围。
一种基于陶瓷基体复合涂层的导卫辊的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，陶瓷辊芯的制备：在导卫辊的烧结模具中加入陶瓷基体粉末，烧结成型陶瓷辊芯；
步骤二，热喷涂工艺：在步骤一烧结成型的陶瓷辊芯，温度在500-550℃时，进行热喷涂工艺，在陶瓷辊芯的表面沉淀一层厚度在5mm-10mm的硬质合金涂层。
进一步地，所述硬质合金涂层包括铬铁粉末、锰铁粉末、镍铁粉末、钒铁粉末和Q235钢粉末。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过轻质的多孔氮化硅陶瓷作为导卫辊的基体，具有结构强度高，不易变形，耐高温，耐摩擦，再通过将多孔氮化硅陶瓷的导卫辊基体的粗糙面进行硬质合金涂层的喷敷，形成结构稳定的导卫辊，以提高使用的寿命和产品的精度。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种基于陶瓷基体复合涂层的导卫辊的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考附图1所示，一种基于陶瓷基体复合涂层的导卫辊，包括陶瓷辊芯1，陶瓷辊芯1的周侧面上均布沉淀有硬质合金涂层2。
其中，陶瓷辊芯1为多孔氮化硅陶瓷，能够降低该导卫辊的重量。
其中，硬质合金涂层2的厚度在5mm-10mm的范围。
一种基于陶瓷基体复合涂层的导卫辊的制备方法，其特征在于，包括如 下步骤：
步骤一，陶瓷辊芯1的制备：在导卫辊的烧结模具中加入陶瓷基体粉末，烧结成型陶瓷辊芯1；
步骤二，热喷涂工艺：在步骤一烧结成型的陶瓷辊芯1，温度在500-550℃时，进行热喷涂工艺，在陶瓷辊芯1的表面沉淀一层厚度在5mm-10mm的硬质合金涂层2。
其中，硬质合金涂层2包括铬铁粉末、锰铁粉末、镍铁粉末、钒铁粉末和Q235钢粉末；在喷涂作业过程中，喷枪距离工件10-20cm，喷射角度0-15度,喷枪移动速度12-18cm/s。更换喷涂面时，应有1/3宽度的重叠喷涂带，喷压不低于0.4mpa。
轻质的多孔氮化硅陶瓷作为导卫辊的基体，具有结构强度高，不易变形，耐高温，耐摩擦，再通过将多孔氮化硅陶瓷的导卫辊基体的粗糙面进行硬质合金涂层的喷敷，形成结构稳定的导卫辊，以提高使用的寿命和产品的精度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领 域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种基于陶瓷基体复合涂层的导卫辊，其特征在于，包括陶瓷辊芯(1)，所述陶瓷辊芯(1)的周侧面上均布沉淀有硬质合金涂层(2)。
2.根据权利要求1所述的一种基于陶瓷基体复合涂层的导卫辊，其特征在于，所述陶瓷辊芯(1)为多孔氮化硅陶瓷。
3.根据权利要求1所述的一种基于陶瓷基体复合涂层的导卫辊，其特征在于，所述硬质合金涂层(2)的厚度在5mm-10mm的范围。
4.如权利要求1-3任一所述的一种基于陶瓷基体复合涂层的导卫辊的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，陶瓷辊芯(1)的制备：在导卫辊的烧结模具中加入陶瓷基体粉末，烧结成型陶瓷辊芯(1)；
步骤二，热喷涂工艺：在步骤一烧结成型的陶瓷辊芯(1)，温度在500-550℃时，进行热喷涂工艺，在陶瓷辊芯(1)的表面沉淀一层厚度在5mm-10mm的硬质合金涂层(2)。
5.根据权利要求4所述的一种基于陶瓷基体复合涂层的导卫辊的制备方法，其特征在于，所述硬质合金涂层(2)包括铬铁粉末、锰铁粉末、镍铁粉末、钒铁粉末和Q235钢粉末。
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王义飞等: "导卫辊用RE-WC-钢结硬质合金覆层材料的组织与性能分析", 《热加工工艺》 *

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