[发明专利]一种热轧辊的激光表面合金化方法

说明书

本发明提供一种热轧辊的激光表面合金化方法，包括如下步骤：对热轧辊工作表面进行车削；使用无水乙醇清洗；进行磁粉探伤和超声波探伤；在热轧辊表面涂覆油膜；涂覆合金粉末；激光扫描合金粉末涂层，形成合金化层；表面着色探伤；检验合格的轧辊即为强化热轧辊。本发明采用采用在热轧辊上喷涂合金粉末，通过激光合金化技术在热轧辊表面形成合金化层，从而提高热轧辊的质量，并延长其使用寿命，具有工艺简单，可控性强，节能环保，成本低廉等优点。

技术领域

本发明涉及机械加工和金属表面处理技术领域，具体涉及一种热轧辊的激光表面合金化方法。

背景技术

随着现代工业的发展，各种板材、棒材、H型钢、角钢、工字钢等钢材制品使用量激增，同时对热轧生产提出了更高的要求。作为影响轧制质量关键因素的热轧辊质量，也被提出了更高的要求。由于市场上对钢材材质多样化的需求，对合金钢等材质进行金属热轧需求也在增加，热轧辊的使用工况越来越恶劣。热轧辊在工作过程中承受着巨大的轧制应力、交变热应力、摩擦力等的影响，容易在其工作表面上产生热疲劳、磨损、腐蚀和剥落等失效形式，直接影响钢材质量，产生大量废品，严重时会导致热轧辊失效，造成较大经济损失。热轧辊的质量和使用寿命直接影响着钢铁企业热轧产品质量及生产成本。因此，有必要采取措施提高热轧辊的质量，并延长其使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种热轧辊的激光表面合金化方法，采用采用在热轧辊上喷涂合金粉末，通过激光合金化技术在热轧辊表面形成合金化层，从而提高热轧辊的质量，并延长其使用寿命，具有工艺简单，可控性强，节能环保，成本低廉等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种热轧辊的激光表面合金化方法，包括如下步骤：

(1)通过数控车床切削磨损后的热轧辊工作表面，车削厚度为2～6mm，去除表面的腐蚀、疲劳层；

(2)使用无水乙醇清洗车削后的热轧辊工作表面，去除油污及其它杂质；

(3)对热轧辊采用磁粉探伤和超声波探伤，检查是否存在裂纹或其它缺陷，确保热轧辊表面和内部均无缺陷；

(4)利用毛刷将机油均匀涂刷于热轧辊工作表面，在表面形成油膜；

(5)将合金粉末通过喷粉设备均匀地喷于热轧辊工作表面，表面的油膜吸附合金化粉末形成涂层，涂层厚度为0.2～0.4mm；

(6)将热轧辊固定在半导体激光加工数控机床上，利用卡盘带动轧辊旋转，通过激光扫描合金粉末，在热轧辊工作表面得到合金化层；

(7)对合金化后的热轧辊进行表面着色探伤，检测是否有裂纹或其它缺陷；

(8)将检验合格的热轧辊，利用激光数控加工机床上专配的抛光装置进行抛光处理，得到尺寸、公差和表面光洁度均达到合格标准的强化热轧辊。

根据以上方案，所述合金粉末包括如下组分及其质量百分比为：Ni 14％～17％，Cr 77％～81％，C 2.0％～10％，余量为Fe；所述合金粉末的粒度为135～500目。

根据以上方案，所述激光扫描时工艺参数控制为：激光器的光斑为2×14mm矩形光斑，扫描功率为2500～3500W，扫描速度800～1200mm/min。

本发明的有益效果是：

1)本发明的激光合金化工艺能量分布密集，变形量小，合金化层与基体间为冶金结合，结合性强，残余应力小；