CN109807178A - 一种热轧卷取机侧导板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热轧卷取机侧导板及其制备方法，主要解决现有技术中热轧卷取机侧导板的表面硬度低、在使用过程中耐磨损性能较差的技术问题。本发明的技术方案为：一种热轧卷取机侧导板，由碳钢基体和铁基堆焊层组成，其特征是：铁基堆焊层焊覆在碳钢基体表面，铁基堆焊层的厚度为8.0‑10.0mm，铁基堆焊层的化学成分重量百分比为：C：1.5‑2.5％，Cr：15.0‑20.0％，Ni：4.0‑5.0％，B<25.0％，Si<2.0％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明热轧卷取机侧导板的表面硬度值≥37HRC，耐高温磨损。
Description
技术领域
本发明涉及一种热轧卷取机，特别涉及一种热轧卷取机侧导板及其制备方法，具体而言，涉及表面覆有Fe基耐磨材料的热轧卷取侧导板及其制备方法，属于耐高温磨损材料技术领域。
背景技术
现有的热轧卷取机侧导板，大多采用普碳钢制成，表面并不经过特殊处理。目前，也有少量的热轧卷取机侧导板进行表面的手工堆焊、埋弧堆焊等技术处理，但其处理工艺波动性较大，表面硬度不高且不均匀，造成耐磨性较差，在使用较短时间后，侧导板就因为表面磨损破坏而下线。
公布号为CN101590496A中国专利文件公开介绍了一种卷取机侧导板，包括侧导板本体和衬板，其特征是在衬板靠近下端有弧形导槽。
公布号为CN105618511A中国专利文件公开介绍了一种应用于热轧带钢卷取设备零部件领域的热轧带钢卷取导位装置。
公布号为CN101869918A中国专利文件公开介绍了一种热轧卷板进出口的侧导板装置，由侧导板本体、铜衬板、内六角螺钉所组成。
这些公布的专利均未涉及热轧侧导板表面材料的改进和性能提升。
发明内容
本发明的目的是提供一种热轧卷取机侧导板及其制备方法，主要解决现有技术中热轧卷取机侧导板的表面硬度低、在使用过程中耐磨损性能较差的技术问题。
本发明采用的技术方案是：一种热轧卷取机侧导板，由碳钢基体和铁基堆焊层组成，其特征是：铁基堆焊层焊覆在碳钢基体表面，铁基堆焊层的厚度为8.0-10.0mm，铁基堆焊层的化学成分重量百分比为：C：1.5-2.5％，Cr：15.0-20.0％，Ni：4.0-5.0％，B<25.0％，Si<2.0％，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明热轧卷取机侧导板的表面硬度值≥37HRC，热轧卷取机侧导板的铁基堆焊层与碳钢基体间的抗拉强度≥1100MPa，热轧卷取机侧导板的铁基堆焊层含有部分非晶组织。
进一步，铁基堆焊层中C的重量百分含量为2.0％，效果为佳。
进一步，铁基堆焊层的厚度为10mm，效果为佳。
进一步，所述碳钢基体采用20钢制成。
本发明所述的热轧卷取机侧导板的铁基堆焊层化学成分限定在上述范围内的理由如下：
采用此成分体系有利于铁基堆焊层中非晶相的形成，进而提升侧导板表面性能。
上述热轧卷取机侧导板的制备方法，包括：
1)机械精加工热轧卷取机侧导板的碳钢基体至设计尺寸；
2)制备铁基堆焊层堆焊用料，根据铁基堆焊层的化学成分重量百分比为：C：1.5-2.5％，Cr：15.0-20.0％，Ni：4.0-5.0％，B<25.0％，Si<2.0％，其余为Fe和不可避免的杂质，选配铁基堆焊层原料，采用气体雾化法将原料制成粉末颗粒，粉末颗粒干燥后进行筛分，得到铁基堆焊层堆焊用料；
3)用等离子堆焊设备将步骤2)所述的铁基堆焊层堆焊用料堆焊在热轧卷取机侧导板的碳钢基体的表面，单层堆焊厚度1.5-2.0mm，往复堆焊，直至堆焊层厚度达到8.0-10.0mm。
本发明方法生产的热轧卷取机侧导板的表面硬度值≥37HRC，热轧卷取机侧导板的铁基堆焊层与碳钢基体间的抗拉强度≥1100MPa，热轧卷取机侧导板的铁基堆焊层含有部分非晶组织，存在合金增强相，堆焊层无明显裂纹和气孔。
进一步，本发明步骤3)中的采用等离子堆焊设备为司太立STAR-WELD3型等离子堆焊设备，堆焊电流控制为130±5A，堆焊电压控制为35±5V；在该工艺参数下，堆焊层无明显的带状气孔和开裂现象；当电流、电压大于该数值时，由于热输入的增加，堆焊层出现热裂纹的现象明显；当电流、电压小于该数值时，由于热输入偏小，堆焊层之间存在不完全熔合缺陷。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：现有热轧卷取机侧导板由普通碳钢制成，耐摩擦性能较差，本发明在其表面采用等离子堆焊技术堆焊Fe基合金粉末，形成多合金成分堆焊层，科学配置耐磨层的等离子堆焊参数，使该铁基合金堆焊层具有较高硬度，耐高温磨损，具有十分稳定的化学性能和物理性能，且堆焊层具有一定的厚度，保证热轧卷取机侧导板在线使用时间达30天以上，保证热连轧机组的稳定生产，效益明显。
附图说明
图1是使用状态本发明热轧卷取机侧导板的俯视结构示意图。
图中标记说明：1-碳钢基体，2-铁基堆焊层。
具体实施方式
下面结合实施例1～4对本发明做进一步说明，如表1所示。
实施例1，参照图1，一种热轧卷取机侧导板，由碳钢基体1和铁基堆焊层2组成，碳钢基体1的采用20钢制成，铁基堆焊层2焊覆在碳钢基体1表面，铁基堆焊层2的厚度为8.0mm，铁基堆焊层2的化学成分重量百分比为：C：2.0％，Cr：15.0％，Ni：4.0％，B：15.0％，Si：1.0％，其余为Fe和不可避免的杂质。
上述热轧卷取机侧导板的制备方法，包括：
1)机械精加工热轧卷取机侧导板的碳钢基体1至设计尺寸；
2)制备铁基堆焊层2堆焊用料，根据铁基堆焊层2的化学成分重量百分比为：C：2.0％，Cr：15.0％，Ni：4.0％，B：15.0％，Si：1.0％，其余为Fe和不可避免的杂质，选配铁基堆焊层2原料，采用气体雾化法将原料制成粉末颗粒，粉末颗粒干燥后进行筛分，得到铁基堆焊层2堆焊用料；
3)用司太立STAR-WELD3型等离子堆焊设备，堆焊电流控制为130±5A，堆焊电压控制为35±5V，将步骤2)所述的铁基堆焊层2堆焊用料堆焊在碳钢基体1的表面，单层堆焊厚度2.0mm，往复堆焊，直至堆焊层厚度达到8.0mm。
实施例2，参照图1，一种热轧卷取机侧导板，由碳钢基体1和铁基堆焊层2组成，碳钢基体1的采用20钢制成，铁基堆焊层2焊覆在碳钢基体1表面，铁基堆焊层2的厚度为10.0mm，铁基堆焊层2的化学成分重量百分比为：C：2.0％，Cr：15.0％，Ni：4.0％，B：15.0％，Si：1.0％，其余为Fe和不可避免的杂质。
实施例3，参照图1，一种热轧卷取机侧导板，由碳钢基体1和铁基堆焊层2组成，碳钢基体1的采用20钢制成，铁基堆焊层2焊覆在碳钢基体1表面，铁基堆焊层2的厚度为10.0mm，铁基堆焊层2的化学成分重量百分比为：C：1.5％，Cr：15.0％，Ni：4.0％，B：15.0％，Si：1.0％，其余为Fe和不可避免的杂质。
实施例4，参照图1，一种热轧卷取机侧导板，由碳钢基体1和铁基堆焊层2组成，碳钢基体1的采用20钢制成，铁基堆焊层2焊覆在碳钢基体1表面，铁基堆焊层2的厚度为10.0mm，铁基堆焊层2的化学成分重量百分比为：C：2.5％，Cr：15.0％，Ni：4.0％，B：15.0％，Si：1.0％，其余为Fe和不可避免的杂质。
采用本发明方法制造的热轧卷取机侧导板具有较高硬度，热轧卷取机侧导板的表面硬度值≥37HRC，堆焊层中存在合金增强相，堆焊层无明显裂纹和气孔，热轧卷取机侧导板的铁基堆焊层与碳钢基体间的抗拉强度≥1100MPa，因此该热轧卷取机侧导板具有良好的耐磨性能，能很好保证热轧卷取机的稳定运行，为热轧生产的稳定顺行提供了条件。
表1本发明实施例热轧卷取机侧导板的性能和堆焊层参数
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种热轧卷取机侧导板，由碳钢基体和铁基堆焊层组成，其特征是：铁基堆焊层焊覆在碳钢基体表面，铁基堆焊层的厚度为8.0-10.0mm，铁基堆焊层的化学成分重量百分比为：C：1.5-2.5％，Cr：15.0-20.0％，Ni：4.0-5.0％，B<25.0％，Si<2.0％，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种热轧卷取机侧导板，其特征是，所述的热轧卷取机侧导板的表面硬度值≥37HRC，热轧卷取机侧导板的铁基堆焊层与碳钢基体间的抗拉强度≥1100MPa，热轧卷取机侧导板的铁基堆焊层含有部分非晶组织。
3.如权利要求1所述的一种热轧卷取机侧导板，其特征是，所述的铁基堆焊层中C的重量百分含量为2.0％。
4.如权利要求1所述的一种热轧卷取机侧导板，其特征是，所述的铁基堆焊层的厚度为10mm。
5.如权利要求1所述的一种热轧卷取机侧导板，其特征是，所述的碳钢基体采用20钢制成。
6.一种热轧卷取机侧导板的制备方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：
1)机械精加工热轧卷取机侧导板的碳钢基体至设计尺寸；
2)制备铁基堆焊层堆焊用料，根据铁基堆焊层的化学成分重量百分比为：C：1.5-2.5％，Cr：15.0-20.0％，Ni：4.0-5.0％，B<25.0％，Si<2.0％，其余为Fe和不可避免的杂质，选配铁基堆焊层原料，采用气体雾化法将原料制成粉末颗粒，粉末颗粒干燥后进行筛分，得到铁基堆焊层堆焊用料；
3)用等离子堆焊设备将步骤2)所述的铁基堆焊层堆焊用料堆焊在热轧卷取机侧导板的碳钢基体的表面，单层堆焊厚度1.5-2.0mm，往复堆焊，直至堆焊层厚度达到8.0-10.0mm。
7.如权利要求6所述的热轧卷取机侧导板的制备方法，其特征是，所述的碳钢基体采用20钢制成。
8.如权利要求6所述的热轧卷取机侧导板的制备方法，其特征是，所述的步骤3)堆焊过程中，堆焊电流控制为130±5A，堆焊电压控制为35±5V。
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