CN114892100B - 一种小型冷轧工作辊激光熔覆用合金粉末及熔覆方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种小型冷轧工作辊激光熔覆用合金粉末及熔覆方法；解决现有技术中激光熔覆后，熔覆层存在开裂风险和搭接区有纹路的技术问题；合金粉末的组分包括C：0.31～0.33wt％；Cr：12.5～12.9wt％；Co：7.9～8.2wt％；Mo：0.14～0.20wt％；Mn：0.0～0.5wt％；V：0.67～0.73wt％；B：1.22～1.37wt％；Si：0.72～0.83wt％；Fe为余量；本发明还提出基于上述粉末的激光熔覆方法，通过两次升温、保温与降温，来消除搭接区条纹。

Description

一种小型冷轧工作辊激光熔覆用合金粉末及熔覆方法
技术领域
本发明涉及小型冷轧工作辊激光熔覆方法，具体涉及一种小型冷轧工作辊激光熔覆用合金粉末及熔覆方法。
背景技术
GCr15钢广泛用于小型冷轧工作辊的制造，其中，小型冷轧工作辊指的是直径在150mm以下的冷轧工作辊，为了保证所扎钢材的表面质量和轧制作业时的抗事故能力，行业内常使用电镀硬铬的方式来提高GCr15钢冷轧工作辊的服役寿命，其优势主要体现电镀硬铬后，具有高硬度、高耐热性、耐腐蚀性能强、镀层组织均匀性高等优点，同时，也存在一定的缺陷，如电镀硬铬的GCr15钢小型冷轧辊的使用寿命仅为15天左右，并且由于电镀硬铬层和基材的结合力较弱，在工件服役过程中常出现鼓包、掉块、剥落的情况，这显然与时代的发展需求背道而驰，基于此，钢厂和有色金属厂家对冷轧生产效率和冷轧表面质量有了更高的要求。
为了解决上述行业内的发展痛点，有人尝试使用电弧堆焊的方式对GCr15钢小型冷轧辊的表面进行强化，该技术的问题点主要集中在：1)电弧堆焊热输出大而导致的小直径工件辊报废率高；2)冷轧工作辊表面硬度要求高(一般为90～95HSD)，堆焊层极易开裂；3)堆焊层的焊接组织不均匀，该组织不均匀性的特点为：堆焊层搭接区含有较高比例的铁素体组织和残余奥氏体组织，而非搭接区的主要以马氏体相为主，并且两区域的组织晶粒度也大小不一，由于这两种组织的软硬程度不一致，导致磨削加工后搭接区以条纹的形式呈现在堆焊层上，该条纹将大大降低冷轧工作辊的抗事故能力并且反映在所扎钢坯的表面上，造成表面质量问题。有人尝试使用高频、中频或双频感应淬火的技术对堆焊层搭接区条纹进行改良，但是由于该技术的加热条件过于快热和快冷，常造成堆焊层开裂，此外，感应淬火的加热时间太短，无法使合金层中的元素进行充分的扩散，导致效果不佳。还有人尝试用热输更小、金相组织更均匀、冶金结合强度更高以及抗裂能力更强的激光熔覆技术来强化小型冷轧工作辊的表面，但是同样也存在高硬度激光熔覆层有开裂风险和搭接区有纹路的问题。
基于此，中国发明专利公开号为CN104404510B的申请文件公开了一种激光熔覆制备梯度涂层修复冷轧辊的方法，其发明内容仅仅提供了解决冷轧辊激光熔覆修复开裂和强化涂层结合强度低的方案，并未涉及如何解决激光熔覆层搭接区纹路的问题；虽然激光熔覆层的微观组织均匀性较电弧堆焊的高，但也属于焊态组织，并且激光熔覆层的搭接区属于二次受热区或称之为热影响区，这更加剧了成分的不均匀性和组织的不统一性；所以，横向来看，该区域的金相混杂，软硬不均；纵向来看，梯度材料确实能降低熔覆层开裂的风险，但是这种结构属于所谓的“三明治结构”，即梯度材料的最外层和基材较硬，而打底层较软，硬度梯度有较大波动，这种涂层结构对冷轧工作辊的抗事故能力有影响，在轧制产线是绝对不允许存在的，即使梯度材料的硬度一致性高，由于梯度层之间的成分和微观组织存在较大差异性，在冷轧工作辊受重负荷和大摩擦力的情况下，梯度层产生“脱壳”的风险极大。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中激光熔覆后，熔覆层存在开裂风险和搭接区有纹路的技术问题，提出一种小型冷轧工作辊激光熔覆用合金粉末及熔覆方法。
本发明的技术难点在于:如何设计小型冷轧工作辊激光熔覆用合金粉末来满足工况需求和在此粉末的基础上如何设计出一套热处理制度来同时满足存在物化属性较大差异的两种材料，本发明的解决思路共有如下三条路线。
第一条路线为基材GCr15钢的热处理路线：GCr15钢是三条路线中的核心路线和固定条件。
根据研究结果得知GCr15钢的平衡态临界相变点Ac1和Accm分别为760℃～790℃和900℃，这也意味着该钢种长时间保温的淬火热处理温度不能低于760℃，也不能高于900℃；另外，根据经验总结出：含有1～3％Cr的过共析钢的淬火热处理温度一般选在(Ac1+Acm)/2±30～50℃之间。当然，这仅仅是指导性的说法，具体在实际应用时还有工件体积效应的影响，一般中大型轧辊(直径大于300mm)取该温度区间的中上限值，中小型轧辊(直径在300mm以下)取温度区间的中下限值；如果温度太高，高温奥氏体固溶的碳化物就会增多导致冷却后的基材残余奥氏体增多、组织粗大化，即材料学中的过热现象；如果温度太低，高温奥氏体固溶的碳化物又太少，硬度就会降低，满足不了轧辊的耐磨需求，即材料学中的欠热现象。另一方面，假如在保温温度之前有一个快速升温过程，那么该钢种中大量碳化物被固溶于高温奥氏体相中的阈值温度应该在900+30～50℃之间的某个温度点，这也就是说非平衡态加热升温时GCr15钢在不产生过热现象和产生过热现象的阈值温度分别在900℃以下和930～950℃以上，而900～950℃为过渡温度区间。换而言之，过热现象的产生需要给予合金元素一个充分扩散的过程，从图4(a)与图4(b)的相图上来看，影响这个过程的变量就是时间和温度。
综上所述，可以得出，对于小型GCr15钢冷轧工作辊而言，合理的淬火保温温度范围在810～880℃之间(即本发明中的提到的GCr15钢常用的淬火热处理温度在810～880℃之间)，而900～930℃为该钢种发生过热现象的过渡温度区间。
第二条路线为合金粉末设计路线，本发明提供的合金粉末的指导方向是基于工况环境要求和GCr15钢热处理的极限温度区间，而合金粉末的设计思路是“减碳”机制，这种设计思路是基于熔覆层要具备高硬度不开裂、高硬度耐腐蚀以及成分的均匀化与组织的统一性。而成分的均匀性和组织的统一性是消除搭接区条纹的关键步骤之一。本发明提出的合金元素由碳、铬、钴、钒、硼、硅、锰、钼、铁组成，其中铁元素占比在75.6wt％左右，如果要达到成分的均匀性就必须使合金元素和铁元素的物化性质接近或类似，这就意味着硼、硅、碳三元素需要严格控制，众所周知，硼、硅两元素在自熔性合金粉末中还担负着除氧造渣的功能，也就是说激光熔覆后硼、硅两元素残留在熔覆层中的含量并不高，即使有，固溶在组织中的量也微乎其微(硼在0.032wt％以下、硅在0.35wt％以下)，而碳元素一般不在激光熔覆加工中发生烧损现象，并且在微观组织中的理论固溶量可达2.11wt％。所以，减少碳元素含量不仅是解决熔覆层条纹问题的重要的步骤之一，也是解决开裂和耐蚀性的最重要的方向之一；组织的统一性是指熔覆层搭接区和非搭接区的相组成、相比例和晶粒度相同或接近，在激光熔覆时，本发明提供的合金粉末要经历5个相变区：液态--近熔融态的铁素体相区--奥氏体相区(部分区域含微量的铁素体相或碳化物相)--奥氏体、马氏体和铁素体+碳化物的复合相区--马氏体相区；因为熔覆层的搭接区属于二次受热区域，这就导致该区域的非马氏体相的比例较非搭接区的多，如图3(a)和图4(a)与图4(b)所示，所以，为了成分的均匀性和组织的统一性必须把热处理温度升高至奥氏体相变区域，进行成分和组织的匀化调整；而碳元素是除硼元素以外与其他合金均发生反应的活性元素，减少碳含量就是很有必要的系统工程。
一般情况下，只有铬含量大于等于12.5wt％以上时合金的耐蚀性才会有质的飞越，并且在满足硬度的前提下为了防止熔覆层腐蚀和开裂，碳元素含量是越低越好，这就意味着该合金的临界相变温度点Ac1和Ac3将远高于GCr15钢，进一步会导致基材和熔覆层热处理温度无法同时兼顾的问题。基于上述存在的矛盾点，该合金粉末需要一种或多种既能降低临界相变温度点、降低碳元素含量又不降低硬度的元素。
在试验中发现：使用常用的一种或多种奥氏体形成元素均不能在满足降低相变临界温度点的同时又能兼顾硬度、耐蚀性和不开裂的工况需求；这时就尝试引入与奥氏体形成元素材料属性相反的铁素体形成元素，在试验中意外发现：当把适量的钴、硼、钒和微量的钼组成的四元合金同时加入的熔覆粉末中时，按照工艺路线：激光熔覆--920℃保温--淬火加工后宏显微度可达887.5HRC以上，熔覆层和基材的基体组织均为马氏体，如图3(b)所示。此时的碳含量仅为0.32wt％左右，工件的耐蚀性、硬度、低开裂倾向同时得到满足。
第三条路线为热处理制度路线，如上两条路线所述，如果想在920℃保温且不引起基材组织产生过热现象，需要在920℃以前设置一个升温过程。具体思路是，冷轧工作辊激光熔覆后，先缓慢升温至临界相变温度820℃附近长时间保温，该阶段称之为预处理，然后再迅速升温至920℃左右让熔覆层短时间保温，该阶段称之为终处理，最后是冷却和回火，这种预处理做的目的，一是为了降低缓慢升温时积累到基材和熔覆层中的内应力，起释放和缓冲作用；二是使基材淬火后硬度提升；三是为了能快速升温至920℃而不引起工件开裂；四是为了减少920℃保温的时间；五是保护基材不产生过热现象；六是降低高温淬火基材开裂的风险，七是防止小型工件和熔覆层的碳化物聚集和组织粗大化。从是结果来看在820±10℃预热处理然后再升温至920±5℃短时间保温，熔覆层的硬度和微观组织最好，低于该预热温度范围或高于终处理温度范围就会导致基材或基材的浅表层产生欠热或过热现象，如图4(a)与图4(b)所示。
另一方面，采用本发明提供的合金粉末进行激光熔覆后，熔覆层的Ms点在340℃左右，基材的Ms点在240℃左右(Ms点为马氏体相变开始的温度)，工件出炉油淬时，先是迅速的降温而导致工件整体的收缩，此时，熔覆层所承受应力为拉应力，基材芯部所承受的是压应力。由于熔覆层的Ms点高于基材，所以熔覆层在开始马氏体相变甚至马氏体相变完成约90％时，基材才开始马氏体相变。而奥氏体转化为马氏体必然导致熔覆层先于基材的体积膨胀，此时，熔覆层所承受应力由拉应力转化为压应力，而基材承受的应力是复合应力，材料学中有一种公知的理论是表面压应力对防止材料开裂有利，而超过一定程度的拉应力会撕裂材料，所以油淬时激光熔覆层不易开裂。而基材的Ms点较低，即使有部分拉应力的存在也不会导致基材的开裂。
基于上述思路，本发明提出一种小型冷轧工作辊激光熔覆用合金粉末及方法。
为完成上述发明构思，本发明所采用的技术方案为：
一种小型冷轧工作辊激光熔覆用合金粉末，其特殊之处在于：
包括以下组分的粉末：
C：0.31～0.33wt％；
Cr：12.5～12.9wt％；
Co：7.9～8.2wt％；
Mo：0.14～0.20wt％；
Mn：0.0～0.5wt％；
V：0.67～0.73wt％；
B：1.22～1.37wt％；
Si：0.72～0.83wt％；
Fe为余量。
本发明还提出一种小型冷轧工作辊激光熔覆方法，其特殊之处在于，采用上述小型冷轧工作辊激光熔覆用合金粉末；
包括以下步骤：
步骤1：工件前加工
对待加工工件进行正火加球化退火处理，得到表面硬度低于300HB的加工后工件；
步骤2：激光熔覆
2.1：设备参数设置
设置激光熔覆设备功率5800～6000W、光斑尺寸2X20mm、线速度7～8mm/s；设置熔覆层搭接率50～53％；设置单次单边熔覆厚度2.0～2.1mm；
2.2：激光熔覆
对步骤1中得到的工件进行激光熔覆；
步骤3：熔覆后热处理
3.1：设置箱式电阻炉的加热参数
设置一次加热后温度、一次加热速度、一次加热保温时间；二次加热开始时间、二次加热后温度、二次加热速度、二次加热保温时间；
3.2：一次加热保温
将步骤2.2后得到的检测合格的工作辊放入到箱式电阻炉内，并将工作辊加热到设定温度后，对工作辊进行保温，随后进行步骤3.3；
3.3：二次加热保温
继续打开箱式电阻炉，并加热设定温度后，对工作辊进行保温，随后进行步骤3.4；
3.4：油淬冷却至室温，得到消除了搭接区条纹的工作辊。
进一步地，步骤3.1中还包括：设置三次加热后温度、三次加热保温时间；
步骤3中还包括：
3.5：三次加热；
将步骤3.4中得到的工作辊加热到设定温度后，进行保温；
3.6：三次冷却；
取出工作辊后自然冷却至室温，即得到最终的工作辊。
进一步地，步骤2.1中，设置一次加热后温度为810-830℃、一次加热速度3～4℃/min、一次加热保温时间[0.9～1.0]×工作辊未熔覆前的直径min/mm、二次加热开始时间为一次保温时间结束前的3～4分钟；二次加热后温度910-930℃、二次加热速度19～21℃/min、二次加热保温时间为[0.60～0.70]×熔覆层厚度min/mm；三次加热后温度160～180℃、三次加热保温时间170～190min。
进一步地，步骤2.1中，
设置一次加热后温度为810-830℃、一次加热速度3.3～3.7℃/min、一次加热保温时间[0.9～1.0]×工作辊未熔覆前的直径min/mm、二次加热开始时间为一次保温时间结束前的3.2～3.6分钟；二次加热后温度915-925℃、二次加热速度19.5～20.5℃/min、二次加热保温时间为[0.60～0.70]×熔覆层厚度min/mm；三次加热后温度165～175℃、三次加热保温时间175～185min。
进一步地，步骤2.2具体为：
2.2.1：设置工件熔覆区域的起始位置与终止位置；
2.2.1：第一次激光熔覆
开启激光器，激光器从熔覆区域的起始位置移动至终止位置，对待加工零件进行第一次激光熔覆；
2.2.2：完成步骤2.2.1后，暂停激光器出光，待加工零件自然冷却；
2.2.3：第二次激光熔覆
保持激光器所有参数不变，激光器从熔覆区域的终止位置移动至起始位置，对待加工零件进行第二次激光熔覆，完成后，暂停激光器出光，待加工零件自然冷却；
2.2.4：第三次激光熔覆
保持激光器所有参数不变，激光器从熔覆区域的起始位置移动至终止位置，对待加工零件进行第三次激光熔覆，完成后，暂停激光器出光，得到熔覆后的工作辊。
进一步地，步骤2.2.2与2.2.3中，待加工零件自然冷却至90℃以下。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的小型冷轧工作辊激光熔覆方法，解决了现有电镀硬铬技术服役寿命短、镀层结合力差、易剥落而导致的表面质量问题；进一步解决了小型冷轧工作辊电弧堆焊时热变形量大、易开裂、堆焊报废率高的问题，更进一步解决了高硬度激光熔覆层易开裂和搭接区纹路的问题。
2、本发明提供的小型冷轧工作辊激光熔覆方法，在激光熔覆后增加热处理工艺，既可以消除熔覆层搭接区纹路，又解决了熔覆层易开裂的问题。
3、本发明提供的小型冷轧工作辊激光熔覆方法，巧妙地将该项技术融入到冷轧工作辊制造工序中，激光熔覆工艺和随后的热处理工艺不打破原有的GCr15钢冷轧工作辊制造的热处理流程和制度，不增加制造成本；与电镀硬铬相比，服役寿命提高了4倍，达到了两个月熔覆一次的维修频率，并且激光熔覆每平方米的价格与电镀相当，符合国家节能环保的政策要求。
附图说明
图1是本发明小型冷轧工作辊激光熔覆方法中的熔覆层时间-温度折线图；
图2是本发明实施例1激光熔覆层在热处理前后的工件轴向显微硬度分布对比图和热处理后的轴向宏观硬度实物图；
图3(a)为激光熔覆层在热处理前搭接区的电子显微金相图；
图3(b)为激光熔覆层的热处理后搭接区的电子显微金相图；
图4(a)为轧辊基材的二元模拟相图；
图4(b)为激光熔覆层的二元模拟相图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提出的一种小型冷轧工作辊激光熔覆用合金粉末，包括以下组分：
C：0.31～0.33wt％；
Cr：12.5～12.9wt％；
Co：7.9～8.2wt％；
Mo：0.14～0.20wt％；
Mn：0.0～0.5wt％；
V：0.67～0.73wt％；
B：1.22～1.37wt％；
Si：0.72～0.83wt％；
Fe为余量。
各组分的元素及及含量的选择依据如下：
Figure BDA0003634677900000081
Figure BDA0003634677900000091
Figure BDA0003634677900000101
本发明还提出一种使用上述合金粉末的小型冷轧工作辊激光熔覆方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
步骤1：工件前加工
对待加工工件进行正火加球化退火处理，使得工件硬度低于300HB；处理后的工件硬度下降，组织均匀，为激光熔覆做准备，主要是防止熔覆时基材和熔覆双开裂；
步骤2：激光熔覆
2.1：设备参数设置
设置激光熔覆设备功率5800～6000W、光斑尺寸2x20mm、线速度7～8mm/s；设置熔覆层搭接率50～53％；设置单次单边熔覆厚度2.0～2.1mm；
2.2：激光熔覆
2.2.1：设置工件熔覆区域的起始位置与终止位置；
2.2.1：第一次激光熔覆
开启激光器，激光器从熔覆区域的起始位置移动至终止位置，对待加工零件进行第一次激光熔覆；
2.2.2：完成步骤2.2.1后，暂停激光器出光，待加工零件自然冷却到90℃以下；
2.2.3：第二次激光熔覆
保持激光器所有参数不变，激光器从熔覆区域的终止位置移动至起始位置，对待加工零件进行第二次激光熔覆，完成后，暂停激光器出光，待加工零件自然冷却到90℃以下；
2.2.4：第三次激光熔覆
保持激光器所有参数不变，激光器从熔覆区域的起始位置移动至终止位置，对待加工零件进行第三次激光熔覆，完成后，暂停激光器出光，得到熔覆后的工作辊。
步骤3：熔覆后热处理
3.1：设置箱式电阻炉的加热参数
设置一次加热后温度、一次加热速度、一次加热保温时间；二次加热开始时间、二次加热后温度、二次加热速度、二次加热保温时间；
具体为：设置一次加热后温度为810-830℃、一次加热速度3～40℃/min、一次加热保温时间[0.9～1.0]×工作辊未熔覆前的直径min/mm、二次加热开始时间为一次保温时间结束前的3～4分钟；二次加热后温度910-930℃、二次加热速度19～21℃/min、二次加热保温时间为[0.60～0.70]×熔覆层厚度min/mm；三次加热后温度160～180℃、三次加热保温时间170～190min；
3.2：一次加热保温
将步骤2.2后得到的检测合格的工作辊放入到箱式电阻炉内，并将工作辊加热到设定温度后，对工作辊进行保温，随后进行步骤3.3；
3.3：二次加热保温
继续打开箱式电阻炉，并加热设定温度后，对工作辊进行保温，随后进行步骤3.4；
3.4：油淬冷却，得到消除了搭接区条纹的工作辊。
3.5：三次加热；
将步骤3.4中得到的工作辊加热到设定温度后，进行保温；
3.6三次冷却；
取出工作辊后自然冷却至室温，即得到最终的工作辊。
根据上述粉末与上述激光熔覆方法，从以下几个实施例进行解释：
实施例1：
激光熔覆所用合金粉末的组成成分如下所示：
C：0.31wt％；
Cr：12.5wt％；
Co：7.9wt％；
Mo：0.14wt％；
Mn：0.30wt％；
V：0.67wt％；
B：1.22wt％；
Si：0.72wt％；
Fe为余量。
采用上述合金粉末的激光熔覆方法中的各参数具体为：
1)选用功率6000W，光斑面积2×20mm，线速度8mm/s，搭接率52％，单次单边熔覆厚度为2mm的工艺参数进行熔覆，每次熔覆前测量熔覆层的温度不高于80℃；
2)一次加热以3℃/min加热速度至820±10℃，一次保温时间按[0.9×基材直径min/mm]设定(该直径不含熔覆层的厚度)；
3)在距离一次保温时间结束还有4分钟时，以19℃/min的加热速度升温至910-930℃，然后进行二次保温，保温时间按[0.60×熔覆层厚度min/mm]设定，随后油淬冷却。
4)淬火后立即在箱式电阻炉内三次加热至170度，保温180分钟，出炉后空冷至室温。
如图2所示，经过以上的熔覆和热处理加工后，熔覆层的硬度波动范围下降至行业内的要求(由原来热处理前的50Hv的波动范围降低至热处理后的15Hv)，搭接区条纹消失。
实施例2
激光熔覆所用合金粉末的组成成分如下所示：
C：0.33wt％；
Cr：12.9wt％；
Co：8.2wt％；
Mo：0.20wt％；
Mn：0.5wt％；
V：0.73wt％；
B：1.37wt％；
Si：0.83wt％；
Fe为余量。
采用上述合金粉末的激光熔覆方法中的各参数具体为：
1)选用功率5800W，光斑面积2×20mm，线速度7mm/s，搭接率50％，单次单边熔覆厚度为2.1mm的工艺参数进行熔覆，每次熔覆前测量熔覆层的温度不高于90℃；
2)一次加热以3.5℃/min加热速度至820±10℃，一次保温时间按[1.0×基材直径min/mm]设定(该直径不含熔覆层的厚度)；
3)在距离一次保温时间结束还有3分钟时，以21℃/min的加热速度升温至920±5℃，然后进行二次保温，保温时间按[0.70×熔覆层厚度min/mm]设定，随后油淬冷却。
4)淬火后立即在箱式电阻炉内三次加热至180度，保温170分钟，出炉后空冷至室温。
经过以上的熔覆和热处理加工后，熔覆层的硬度波动范围下降至行业内的要求(由原来热处理前的50Hv的波动范围降低至热处理后的15Hv)，搭接区条纹消失。
实施例3
激光熔覆所用合金粉末的组成成分如下所示：
C：0.32wt％；
Cr：12.7wt％；
Co：8.1wt％；
Mo：0.17wt％；
Mn：0.35wt％；
V：0.70wt％；
B：1.29wt％；
Si：0.78wt％；
Fe为余量。
采用上述合金粉末的激光熔覆方法中的各参数具体为：
1)选用功率5900W，光斑面积2×20mm，线速度7.5mm/s，搭接率53％，单次单边熔覆厚度为2.0mm的工艺参数进行熔覆，每次熔覆前测量熔覆层的温度不高于85℃；
2)一次加热以4℃/min加热速度至820±10℃，一次保温时间按[0.95×基材直径min/mm]设定(该直径不含熔覆层的厚度)；
3)在距离一次保温时间结束还有4分钟时，以20℃/min的加热速度升温至920±5℃，然后进行保温，二次保温时间按[0.65×熔覆层厚度min/mm]设定，随后油淬冷却。
4)淬火后立即在箱式电阻炉内三次加热至160度，保温190分钟，出炉后空冷至室温。
经过以上的熔覆和热处理加工后，熔覆层的硬度波动范围下降至行业内的要求(由原来热处理前的50Hv的波动范围降低至热处理后的15Hv)，搭接区条纹消失。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对前述各实施例所记载的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所保护技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种小型冷轧工作辊激光熔覆方法，其特征在于，小型冷轧工作辊激光熔覆用合金粉末包括以下组分的粉末：
C：0.31～0.33wt％；
Cr：12.5～12.9wt％；
Co：7.9～8.2wt％；
Mo：0.14～0.20wt％；
Mn：0.0～0.5wt％；
V：0.67～0.73wt％；
B：1.22～1.37wt％；
Si：0.72～0.83wt％；
Fe为余量；
熔覆方法包括以下步骤：
步骤1：工件前加工
对待加工工件进行正火加球化退火处理；
步骤2：激光熔覆
2.1：设备参数设置
设置激光熔覆设备功率5800～6000W、光斑尺寸2X20mm、线速度7～8mm/s；设置熔覆层搭接率50～53％；设置单次单边熔覆厚度2.0～2.1mm；
2.2：激光熔覆
对步骤1中得到的工件进行激光熔覆；
步骤3：熔覆后热处理
3.1：设置箱式电阻炉的加热参数
设置一次加热后温度为810-830℃、一次加热速度为3～4℃/min、一次加热保温时间为[0.9～1.0]×工作辊未熔覆前的直径min/mm；二次加热开始时间为一次保温时间结束前的3～4分钟、二次加热后温度为910-930℃、二次加热速度为19～21℃/min、二次加热保温时间为[0.60～0.70]×熔覆层厚度min/mm；
3.2：一次加热保温
将步骤2.2后得到的检测合格的工作辊放入到箱式电阻炉内，并将工作辊加热到设定温度后，对工作辊进行保温，随后进行步骤3.3；
3.3：二次加热保温
继续打开箱式电阻炉，并加热设定温度后，对工作辊进行保温，随后进行步骤3.4；
3.4：油淬冷却至室温，得到消除了搭接区条纹的工作辊。
2.根据权利要求1所述的一种小型冷轧工作辊激光熔覆方法，其特征在于：
步骤3.1中还包括：设置三次加热后温度、三次加热保温时间；
步骤3中还包括：
3.5：三次加热；
将步骤3.4中得到的工作辊加热到设定温度后，进行保温；
3.6三次冷却；
取出工作辊后自然冷却至室温，即得到最终的工作辊。
3.根据权利要求2所述的一种小型冷轧工作辊激光熔覆方法，其特征在于：
步骤3.1中，三次加热后温度160～180℃、三次加热保温时间170～190min。
4.根据权利要求3所述的一种小型冷轧工作辊激光熔覆方法，其特征在于：
步骤3.1中，设置一次加热后温度为810-830℃、一次加热速度3.3～3.7℃/min、一次加热保温时间[0.9～1.0]×工作辊未熔覆前的直径min/mm、二次加热开始时间为一次保温时间结束前的3.2～3.6分钟；二次加热后温度915-925℃、二次加热速度19.5～20.5℃/min、二次加热保温时间为[0.60～0.70]×熔覆层厚度min/mm；三次加热后温度165～175℃、三次加热保温时间175～185min。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种小型冷轧工作辊激光熔覆方法，其特征在于：
步骤2.2具体为：
2.2.1：设置工件熔覆区域的起始位置与终止位置；
2.2.1：第一次激光熔覆
开启激光器，激光器从熔覆区域的起始位置移动至终止位置，对待加工零件进行第一次激光熔覆；
2.2.2：完成步骤2.2.1后，暂停激光器出光，待加工零件自然冷却；
2.2.3：第二次激光熔覆
保持激光器所有参数不变，激光器从熔覆区域的终止位置移动至起始位置，对待加工零件进行第二次激光熔覆，完成后，暂停激光器出光，待加工零件自然冷却；
2.2.4：第三次激光熔覆
保持激光器所有参数不变，激光器从熔覆区域的起始位置移动至终止位置，对待加工零件进行第三次激光熔覆，完成后，暂停激光器出光，得到熔覆后的工作辊。
6.根据权利要求5所述的一种小型冷轧工作辊激光熔覆方法，其特征在于：
步骤2.2.2与2.2.3中，待加工零件自然冷却至90℃以下即可。
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