[发明专利]一种高铬铸铁辊套复合碳化钨的熔覆方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，更具体地说，涉及一种高铬铸铁辊套复合碳化钨的熔覆 方法。

背景技术

立磨是一种理想的大型粉磨设备，广泛应用于水泥、电力、冶金、化工、非金属矿等行 业。立磨辊套是立磨的核心部件和易磨损件，高铬铸铁目前广泛采用的一类材质，提高其耐 磨损性能是用户的迫切需求。为了解决磨损问题，常采用堆焊方式进行表面修复，但一般的 堆焊要对整个工件棍面进行退火后再车削、堆焊，存在较大热应力，同时会存在辊面剥落现 象。

经过检索，发现有采用激光熔覆技术进行表面修复处理的，如中国专利申请号： 201310499620.X，申请日：2013年10月23日，发明创造名称为：低镍铬无限冷硬铸铁轧辊 激光表面合金化的合金粉末及合金化处理工艺，该申请案公开了一种低镍铬无限冷硬铸铁轧 辊激光表面合金化的合金粉末及合金化处理工艺，其中合金粉末包括：WC、TiC、Ni、Cr、 Co、Si、Mo、Y2O3粉末组成。本发明还提供了一种合金粉末化处理工艺，该工艺包括将待 处理轧辊表面打磨除锈、用有机溶剂去除表面油污，将前述合金粉末与清漆乙醇溶液混合， 将所得的混合液均匀喷涂在轧辊待处理工作面，风干后采用激光对轧辊表面进行扫描，使合 金粉末和轧辊表层熔化混合，形成激光合金化层等步骤。

又如中国专利申请号：201510601351.2，申请日：2015年9月14日，该申请案公开了一 种激光熔覆碳化钨陶瓷颗粒增强金属基涂层，其包括合金粉末，合金粉末包括摩尔之比为2∶ 1的钨粉、石墨，合金粉末还包括还原铁粉、铬粉、镍粉、硼粉、硅粉和铜粉；进一步的优 选合金粉末的成分及百分质量比分别为：钨粉55～60％、石墨7～9％、还原铁粉23～ 30％、铬粉0～3％、镍粉2～6％、硼粉0.3～1％、硅粉0.4～1％；该申请案还公 开了激光熔覆碳化钨陶瓷颗粒增强金属基涂层的加工方法，通过激光熔覆原位合成技术成功 制备了碳化钨颗粒增强相来增强铁基复合材料，涂层与基体之间有一过渡层。

对于高铬铸铁，自身硬度高，其表面进行激光熔覆的工艺难度极大，只有过渡区的强度 足够大，才能保证辊套在使用过程中熔覆层不会脱落，上述专利方案均是采用碳化钨合金粉 末进行激光熔覆，虽然也能在立磨辊套上进行熔覆使用，但是结合强度不高，难以形成强度 较高的结合层，使用寿命短。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中高铬铸铁激光熔覆时结合强度不高的不足，提供了一 种高铬铸铁辊套复合碳化钨的熔覆方法，本发明的技术方案，采用同步激光熔覆方法，把镍 基合金粉末与碳化钨结合后对高铬铸铁熔覆，熔覆层硬度高，耐磨性好；而且过渡区基体与 熔覆材料相互熔合，结合强度高，不易剥落，延长了使用寿命。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种高铬铸铁辊套复合碳化钨的熔覆方法，包括以下步骤：

步骤1、对待修复的辊套用手工打磨或机加工方式去除裂纹和疲劳层，然后进行超声波 和着色探伤；

步骤2、辊套熔覆前整体预热至200～300℃；

步骤3、选择所要使用的球形碳化钨复合镍基粉末，镍基粉末与球形WC粉末按重量百 分比为2～2.2：2.8～3.3的比例搅拌混合，且两种粉末均采用氩气保护气雾化制造工艺加工；

步骤4、采用二氧化碳横激光束进行熔覆，对熔池进行惰性气体保护，采用球形碳化钨 复合镍基粉末熔覆送粉，激光功率选择3.5～4.2kW，扫描速度500～700mm/min，光斑直径为 3～5mm，扫描方式为搭接扫描，搭接率为30～50％，采用螺旋差补法进行熔覆，熔覆层厚度 为0.6～0.8mm；经多次熔覆，使熔覆层总厚度为3～5mm；

步骤5、熔覆完毕后充分保温10～15小时，降温后磨削修磨。

作为本发明更进一步的改进，步骤2中所述预热是采用两组10kW履带加热器均匀加热， 周围用20～40mm厚的保温棉覆盖以减少散热。

作为本发明更进一步的改进，步骤3所述的镍基粉末中各成分及重量百分比为：C 0.6～1.0％，Cr13～16％，Si3.0～4.5％，W2.8～3.2％，Fe13～16％，B3.0～4.0％，Ni余量。

作为本发明更进一步的改进，所述镍基合金粉末的粒度为100～325目。