[发明专利]棒材KOCKS定径机卡盘表面激光熔覆制备耐磨涂层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用激光熔覆技术修复冶金设备部件的方法,特别是涉及一种棒材KOCKS定径机卡盘表面激光熔覆制备耐磨涂层的方法, 属于激光熔覆技术领域。

背景技术

棒材KOCKS三辊减定径机由于三辊互成120°，使变形更加均匀，能获得更精确的尺寸公差及良好的表面质量；采用备用机架换辊，可提高有效作业时间，提高成材率。由于轧制精度高，表面质量好，能降低后续工序成本，因而常用于附加值高的特殊钢生产。

KOCKS三辊减定径机卡盘总成是其核心部件。在生产装配过程中由于卡盘与高硬度的硬质合金、高速钢辊环接触与装卸导致卡盘止台与盘面出现磨损，装配间隙过大影响正常工作，特别是磨损超差后由于紧度不够导致辊环与盘面之间在轧制过程中出现相对滑移加剧了卡盘的磨损且影响正常生产。

在卡盘磨损部位采用传统的修复与制造时，由于电弧堆焊热应力大导致的变形大，喷涂及电镀结合结合力差，因此无法采用上述工艺方法有效进行实施。

发明内容

本发明的目的就在于针对现有技术存在的问题，提供一种棒材KOCKS定径机卡盘表面激光熔覆修复与制造工艺。本发明的工艺路线为：利用激光熔覆作用时间短，基体材料的热影响区和由于加工应力而产生的变形小，熔覆层结构细密，微观缺陷小，涂层与基体界面为冶金结合，熔覆层成分及稀释率可控，易自动化选区熔覆等优点，采用高硬度、抗金属间擦伤能力强的钴基合金粉末作为激光熔覆工作层，而工作层与基体之间采用强韧性好，线膨胀系数适中的合金作为其过渡层，有效避免基体与工作层材料之间的热物理性能差异过大导致的熔覆开裂问题。此发明工艺简单，可操作性强，具有显著的经济效益和社会效益。

本发明采用的技术方案是。

这种棒材KOCKS定径机卡盘表面激光熔覆制备耐磨涂层的方法，其特点是包括以下步骤。

1.过渡层激光熔覆材料的配制。

A.镍基合金粉末，其化学成分为。

碳0.05-0.3% 硅2-4% 硼1-3% 铬0-8% 铁0-8% 其余为镍。

B、钴基合金粉末，其化学成分为。

碳0.25%  硅0.9%  铬27.0%  钼5.5% 铁0-8% 其余为钴。

 C、配制粉末比例。

上述A、B两种合金重量配比比例为3～5:1。

按上述材料及配比范围在电子天平上进行配制，并在专用混粉器进行混合4小时以上。

2.工作层机械加工及表面清理。

机械加工的目的是为了预留激光熔覆所需的工作层厚度，表面清理是保证涂层与基体结合强度的重要工序，油污等用溶剂或清洗剂清除，对锈层可用打磨或喷砂清除。

3、激光熔覆加工。

1）合金粉末的选择和自动送粉装置的调整。

根据卡盘的磨损状况，选用配制并混合完毕的过度层粉末、工作层粉末，工作层粉末为已知技术（牌号为Stelite 1），调节自动送粉装置送粉速率，以满足涂层厚度所需送粉速率。

 2）激光熔覆工艺参数 。

聚焦镜f = 200～400。

熔覆功率P=2000～10000W。

光斑直径D=2～6mm。

熔覆扫描速度V=200～1000mm/min。

搭接率40~60%。

熔覆厚度0.5-3 mm 。

本发明自行配制的过渡层合金粉有良好的材料热物性差异的协调性 ，较高的强韧性因而非常适合钴基硬质合金硬面涂层的激光熔覆修复与制造。

本发明的原理及特点是通过采用激光熔覆复合涂层的工艺手段，在基体上表面形成0.5--3mm左右的高硬度、抗热磨损、抗金属间擦伤能力强的钴基硬质合金涂层， 从而提高棒材KOCKS定径机卡盘使用寿命。此发明技术的核心是在无需预热的条件下在棒材KOCKS定径机卡盘激光熔覆制造高硬度钴基硬质合金耐磨涂层，减少能耗且对环境无污染、无辐射、低噪声，综合成本低等特点。

具体实施方式

实施例1。

棒材KOCKS定径机卡盘表面激光熔覆制备耐磨涂层的工艺，包括以下过程。

1、过渡层激光熔覆材料的配制。

A、镍基A合金粉末为，其化学成分为。

碳0.05-0.3% 硅2-4% 硼1-3% 铬0-8% 铁0-8% 其余为镍。

B、钴基B合金粉末，其化学成分为。

碳0.25%  硅0.9%  铬27.0%  钼5.5% 铁0-8% 其余为钴。

C、粉末比例。

上述A、B两种合金重量配比比例为4:1。