CN113604709A - 一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层合金材料及工艺方法 - Google Patents

一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层合金材料及工艺方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113604709A
CN113604709A CN202110948418.5A CN202110948418A CN113604709A CN 113604709 A CN113604709 A CN 113604709A CN 202110948418 A CN202110948418 A CN 202110948418A CN 113604709 A CN113604709 A CN 113604709A
Authority
CN
China
Prior art keywords
functional layer
temperature
furnace roller
composite manufacturing
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110948418.5A
Other languages
English (en)
Inventor
王晓佳
陈海涛
董思远
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Continental Laser Advanced Manufacturing Technology Innovation Co ltd
Original Assignee
Shenyang Continental Laser Advanced Manufacturing Technology Innovation Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Continental Laser Advanced Manufacturing Technology Innovation Co ltd filed Critical Shenyang Continental Laser Advanced Manufacturing Technology Innovation Co ltd
Priority to CN202110948418.5A priority Critical patent/CN113604709A/zh
Publication of CN113604709A publication Critical patent/CN113604709A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/07Alloys based on nickel or cobalt based on cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
    • C23C24/103Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
    • C23C24/106Coating with metal alloys or metal elements only

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Abstract

本发明属于表面处理技术领域,涉及一种激光熔覆合金功能层材料,特别是涉及一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层合金材料及工艺方法。一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层合金材料,该合金材料包括以下质量百分数的组分组成:C:1.0%~2.0%,Cr:25.0%~30.0%,W:5.0%~10.0%,Mo:0.5%~1.5%,Mn:0.5%~1.5%,Si:1.0%~2.0%,Ni:1.0%~5.0%,Fe:1.0%~5.0%,Co:余量。本发明提供一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层合金材料,该合金材料以钴基合金为基体,加入W元素,增加C元素,形成硬度较高的碳化物,增加合金的高温红硬性,同时加入Cr、Mo元素,提升炉卷辊表面抗高温腐蚀能力。

Description

一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层合金材料及工艺 方法
技术领域
本发明属于表面处理技术领域,涉及一种激光熔覆合金功能层材料,特别是涉及一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层合金材料及工艺方法。
背景技术
炉卷辊是轧制板卷时的关键部件,由于在高温下长时间与钢卷接触使用,辊面产生大量裂纹、氧化、结瘤、凹坑等缺陷,从而直接影响钢卷卷板头尾的的表面质量。因此,具有良好的高温红硬性炉卷辊对提高辊面使用寿命和产品质量,发展钢板卷轧制技术有重要意义。
目前,下线需要修复的炉卷辊主要是通过堆焊方式修复,也有用喷涂方式修复的。然而,堆焊方式修复的辊面,应力裂纹明显,甚至裂纹闭合,出现剥落现象,而且高温红硬性差,辊面出现大量凹坑,造成结瘤,影响卷板板面质量。喷涂方式修复辊面,虽然可以喷涂一些抗压入的材料,但是界面结合力弱,涂层薄,在高温和板卷接触里的作用下,涂层容易产生裂纹剥落。
激光熔覆技术是一种高效便捷的表面改性技术,具有以下优点:(1)熔覆层稀释率较低;(2)对基体材料的热影响较小;(3)熔覆层厚度可控;(4)界面结合力强;(5)组织细小、致密,性能优越。采用激光熔覆工艺熔覆功能层,不但能够具有较高的界面结合力,防止涂层剥落,还能够获得致密的组织结构,提高功能层性能。更重要的是,激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层可以满足炉卷辊高温长时间使用时的红硬性,防止辊面凹坑的产生,降低辊面结瘤几率,进而提高卷板头尾质量。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题,经过反复研究和大量的实验,提供一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层合金材料,该合金材料以钴基合金为基体,加入W元素,增加C元素,形成硬度较高的碳化物,增加合金的高温红硬性,同时加入Cr、Mo元素,提升炉卷辊表面抗高温腐蚀能力。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案。
一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层合金材料,该合金材料包括以下质量百分数的组分组成:C:1.0%~2.0%,Cr:25.0%~30.0%,W:5.0%~10.0%,Mo:0.5%~1.5%,Mn:0.5%~1.5%,Si:1.0%~2.0%,Ni:1.0%~5.0%,Fe:1.0%~5.0%,Co:余量。
一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层的制备方法,包括如下步骤:
步骤1、采用预置Co-Cr-W合金粉末的方式在炉卷辊表面预置一层1.2-1.5mm厚的过渡层材料,选用光纤激光器进行扫描熔覆,然后进行加工保留过渡层厚度1.0-1.2mm。
步骤2、选用光纤激光器,采用预置粉末的方式,在过渡层上激光熔覆功能层合金粉末,熔覆工艺为:功率:2000-2500W,光斑:3.0mm,焦距280-350mm,扫描速度1000-1200mm/min,单层厚度0.6-0.8mm,搭接率40%-60%。
进一步地,所述步骤1中Co-Cr-W合金粉末的组分是:C:1.0%~2.0%,Cr:25.0%~30.0%,W:1.0%~5.0%,Mo:0.5%~1.5%,Al:0.1%~1.0%,Mn:0.1%~1.0%,Si:1.0%~1.5%,Fe:1.0%~5.0%,Ni:1.0%~5.0%,Co:余量;
进一步地,所述步骤2中功能层合金粉末的组分是:C:1.0%~2.0%,Cr:25.0%~30.0%,W:5.0%~10.0%,Mo:0.5%~1.5%,Mn:0.5%~1.5%,Si:1.0%~2.0%,Ni:1.0%~5.0%,Fe:1.0%~5.0%,Co:余量。
与现有技术相比,本发明的有益效果为。
(1)加入W元素,增加C元素,形成硬度较高的碳化物,可以大大功能层合金的高温红硬性。
(2)采用激光熔覆的方式,可以形成与基体良好的冶金结合,细化组织,提高界面结合力,避免涂层剥落。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层合金材料,该合金材料包括以下质量百分数的组分组成:C:1.0%~2.0%,Cr:25.0%~30.0%,W:5.0%~10.0%,Mo:0.5%~1.5%,Mn:0.5%~1.5%,Si:1.0%~2.0%,Ni:1.0%~5.0%,Fe:1.0%~5.0%,Co:余量。
一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层的制备方法,包括如下步骤:
步骤1、采用预置Co-Cr-W合金粉末的方式在炉卷辊表面预置一层1.2-1.5mm厚的过渡层材料,选用光纤激光器进行扫描熔覆,然后进行加工保留过渡层厚度1.0-1.2mm。
步骤2、选用光纤激光器,采用预置粉末的方式,在过渡层上激光熔覆功能层合金粉末,熔覆工艺为:功率:2000-2500W,光斑:3.0mm,焦距280-350mm,扫描速度1000-1200mm/min,单层厚度0.6-0.8mm,搭接率40%-60%。
进一步地,所述步骤1中Co-Cr-W合金粉末的组分是:C:1.0%~2.0%,Cr:25.0%~30.0%,W:1.0%~5.0%,Mo:0.5%~1.5%,Al:0.1%~1.0%,Mn:0.1%~1.0%,Si:1.0%~1.5%,Fe:1.0%~5.0%,Ni:1.0%~5.0%,Co:余量;
进一步地,所述步骤2中功能层合金粉末的组分是:C:1.0%~2.0%,Cr:25.0%~30.0%,W:5.0%~10.0%,Mo:0.5%~1.5%,Mn:0.5%~1.5%,Si:1.0%~2.0%,Ni:1.0%~5.0%,Fe:1.0%~5.0%,Co:余量。
实施例1。
1.去除炉卷辊表面油污、氧化物、疲劳层、表面裂纹等影响熔覆质量的因素,用光纤激光器在指定位置熔覆一层过渡层合金材料,加工后保留厚度1.0mm。
2.用激光熔覆技术和预置粉末方式在过渡层上扫描熔覆功能层,功能层合金成份按质量百分比计:C:1.4%,Cr:29.5%,W:8.25%,Mo:1.0%,Mn:1.0%,Si:1.45%,Ni:3.0%,Fe:3.0%,Co:余量。熔覆厚度0.8mm。
3.对熔覆后的功能层进行加工,保留厚度0.6mm。
实施例2。
1.去除炉卷辊表面油污、氧化物、疲劳层、表面裂纹等影响熔覆质量的因素,用光纤激光器在指定位置熔覆一层过渡层合金材料,加工后保留厚度1.0mm。
2.用激光熔覆技术和预置粉末方式在过渡层上扫描熔覆功能层,功能层合金成份按质量百分比计:C:1.5%,Cr:29%,W:8.0%,Mo:1.2%,Mn:1.2%,Si:1.5%,Ni:3.5%,Fe:2.5%,Co:余量。熔覆厚度0.7mm。
3.对熔覆后的功能层进行加工,保留厚度0.5mm。
熔覆功能层后的炉卷辊冶金结合良好,表面没有裂纹,硬度高于原基材且均匀一致。在上机使用后,经高温长时间使用,表面抗高温压入表现良好,辊面无凹坑,结瘤情况较原辊面大大降低,使钢板卷头尾的质量明显提高,使用效果是堆焊修复辊面的3倍以上,大大降低废品率。

Claims (4)

1.一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层合金材料,其特征在于,包括以下质量百分数的组分组成:C:1.0%~2.0%,Cr:25.0%~30.0%,W:5.0%~10.0%,Mo:0.5%~1.5%,Mn:0.5%~1.5%,Si:1.0%~2.0%,Ni:1.0%~5.0%,Fe:1.0%~5.0%,Co:余量。
2.一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、采用预置Co-Cr-W合金粉末的方式在炉卷辊表面预置一层1.2-1.5mm厚的过渡层材料,选用光纤激光器进行扫描熔覆,然后进行加工保留过渡层厚度1.0-1.2mm;
步骤2、选用光纤激光器,采用预置粉末的方式,在过渡层上激光熔覆功能层合金粉末,熔覆工艺为:功率:2000-2500W,光斑:3.0mm,焦距280-350mm,扫描速度1000-1200mm/min,单层厚度0.6-0.8mm,搭接率40%-60%。
3.如权利要求2所述的一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层的制备方法,其特征在于,所述步骤1中Co-Cr-W合金粉末的组分是:C:1.0%~2.0%,Cr:25.0%~30.0%,W:1.0%~5.0%,Mo:0.5%~1.5%,Al:0.1%~1.0%,Mn:0.1%~1.0%,Si:1.0%~1.5%,Fe:1.0%~5.0%,Ni:1.0%~5.0%,Co:余量。
4.如权利要求2所述的一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层的制备方法,其特征在于,所述步骤2中功能层合金粉末的组分是:C:1.0%~2.0%,Cr:25.0%~30.0%,W:5.0%~10.0%,Mo:0.5%~1.5%,Mn:0.5%~1.5%,Si:1.0%~2.0%,Ni:1.0%~5.0%,Fe:1.0%~5.0%,Co:余量。
CN202110948418.5A 2021-08-18 2021-08-18 一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层合金材料及工艺方法 Pending CN113604709A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110948418.5A CN113604709A (zh) 2021-08-18 2021-08-18 一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层合金材料及工艺方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110948418.5A CN113604709A (zh) 2021-08-18 2021-08-18 一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层合金材料及工艺方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113604709A true CN113604709A (zh) 2021-11-05

Family

ID=78308894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110948418.5A Pending CN113604709A (zh) 2021-08-18 2021-08-18 一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层合金材料及工艺方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113604709A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115233220A (zh) * 2022-08-04 2022-10-25 沈阳大陆激光先进制造技术创新有限公司 一种用于激光熔覆碳、硼共同强化的耐磨材料
CN115261850A (zh) * 2022-08-05 2022-11-01 沈阳大陆激光先进制造技术创新有限公司 一种用于无氧化热处理炉的激光熔覆材料及制作方法
CN115261678A (zh) * 2022-08-05 2022-11-01 沈阳大陆激光先进制造技术创新有限公司 一种用于高温加热炉的激光熔覆材料及工艺方法
CN115261850B (zh) * 2022-08-05 2024-07-05 沈阳大陆激光工程技术有限公司 一种用于无氧化热处理炉的激光熔覆材料及制作方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060134455A1 (en) * 2004-12-15 2006-06-22 Deloro Stellite Holdings Corporation Imparting high-temperature degradation resistance to components for internal combustion engine systems
CN102220522A (zh) * 2011-06-02 2011-10-19 沈阳大陆激光技术有限公司 一种轧机牌坊激光再制造专用钴基合金粉末
CN102453904A (zh) * 2010-10-26 2012-05-16 沈阳大陆激光成套设备有限公司 在电梯曳引轮轮槽表面激光熔覆制备耐磨涂层的方法
CN103805813A (zh) * 2013-12-05 2014-05-21 鞍山煜宸科技有限公司 一种连铸机结晶器铜板激光强化用梯度合金材料和方法
CN104195546A (zh) * 2014-08-26 2014-12-10 浙江瑞莱士机械有限公司 激光熔覆用高硬度钴基合金粉末及其制备工艺
CN111945156A (zh) * 2020-09-08 2020-11-17 宁夏北鼎新材料产业技术有限公司 一种激光熔覆制备离心辊的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060134455A1 (en) * 2004-12-15 2006-06-22 Deloro Stellite Holdings Corporation Imparting high-temperature degradation resistance to components for internal combustion engine systems
CN102453904A (zh) * 2010-10-26 2012-05-16 沈阳大陆激光成套设备有限公司 在电梯曳引轮轮槽表面激光熔覆制备耐磨涂层的方法
CN102220522A (zh) * 2011-06-02 2011-10-19 沈阳大陆激光技术有限公司 一种轧机牌坊激光再制造专用钴基合金粉末
CN103805813A (zh) * 2013-12-05 2014-05-21 鞍山煜宸科技有限公司 一种连铸机结晶器铜板激光强化用梯度合金材料和方法
CN104195546A (zh) * 2014-08-26 2014-12-10 浙江瑞莱士机械有限公司 激光熔覆用高硬度钴基合金粉末及其制备工艺
CN111945156A (zh) * 2020-09-08 2020-11-17 宁夏北鼎新材料产业技术有限公司 一种激光熔覆制备离心辊的方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115233220A (zh) * 2022-08-04 2022-10-25 沈阳大陆激光先进制造技术创新有限公司 一种用于激光熔覆碳、硼共同强化的耐磨材料
CN115261850A (zh) * 2022-08-05 2022-11-01 沈阳大陆激光先进制造技术创新有限公司 一种用于无氧化热处理炉的激光熔覆材料及制作方法
CN115261678A (zh) * 2022-08-05 2022-11-01 沈阳大陆激光先进制造技术创新有限公司 一种用于高温加热炉的激光熔覆材料及工艺方法
CN115261678B (zh) * 2022-08-05 2023-03-28 沈阳大陆激光先进制造技术创新有限公司 一种用于高温加热炉的激光熔覆材料及工艺方法
CN115261850B (zh) * 2022-08-05 2024-07-05 沈阳大陆激光工程技术有限公司 一种用于无氧化热处理炉的激光熔覆材料及制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109402631B (zh) 高硬度梯度增强冷轧辊及其表面激光熔覆涂层制备方法
CN113604709A (zh) 一种激光复合制造炉卷辊抗高温压入功能层合金材料及工艺方法
CN110592580B (zh) 一种激光熔覆侧导板及其加工方法
CN102352477A (zh) 一种结晶器铜板表面超音速大气等离子喷涂氧化锆的方法
CN113564587A (zh) 一种激光复合制造炉卷辊抗高温氧化、防压入结瘤功能层合金材料及工艺方法
CN112570708B (zh) 基于激光同轴送粉工艺修复支承辊的金属粉末及其制备方法
CN111826650B (zh) 一种激光熔覆复合粉末及熔覆方法
CN108707894A (zh) 一种激光熔覆自润滑耐磨钴基合金所用粉料及工艺方法
CN113637872A (zh) 一种激光复合制造炉卷辊抗高温氧化功能层合金材料及工艺方法
CN106756742A (zh) 一种用于金属轧辊表面强化涂层的电火花沉积方法
CN109778186A (zh) 一种用于板材连轧线层流冷却辊道的激光熔覆合金材料及其制造方法
CN109868469B (zh) 一种用于激光制造轧机牌坊和轧辊轴承座复合衬板的粉末材料及其制造方法
CN113522972A (zh) 一种表面耐蚀不锈钢复合板的生产工艺
CN110539140A (zh) 一种预硬型塑料模具用特厚钢板的生产方法
CN111441049B (zh) 一种用于12CrNi3凸轮轴再制造的激光熔覆粉末及其制备方法
CN111118367B (zh) 一种难熔金属钼合金表面硅化物涂层的修复方法
CN112176273A (zh) 一种结晶器铜板热喷涂涂层扩散焊工艺
CN113235087A (zh) 一种用于锌锅辊轴套表面激光熔覆的工艺
CN106756251A (zh) 激光制造热轧带钢卷曲前导尺衬板的梯度材料设计工艺
US3868277A (en) Method of producing a steel product having an oxidation-resistant coating
CN111974984B (zh) 一种高速激光熔覆用铁基合金粉末及其熔覆方法
CN113600811A (zh) 一种激光制造的用于热轧带钢卷取前侧导板的马氏体时效不锈钢材料及其制备工艺
CN102418178A (zh) 一种耐磨型钢丝圈的制备方法
CN112301345A (zh) 铸钢轧辊用激光熔覆合金粉料及其激光熔覆方法
CN109868468A (zh) 一种用于热连轧生产线中高温高速磨粒磨损情况下的梯度功能材料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20211105