[发明专利]一种激光熔覆自润滑耐磨钴基合金所用粉料及工艺方法

说明书

本发明提供了一种激光熔覆自润滑耐磨钴基合金所用粉料及工艺方法，包括钴基合金粉料和Ti₃SiC₂粉料，钴基合金粉料按重量百分比为C：0.2‑0.25%，Cr：23.0‑26.0%，Ni：2.0‑2.5%，Si：0.50‑1.0%，Mo：4‑5.5%，Mn：0.55‑0.65%，其余为Co；钴基合金粉料按重量百分比为：85‑95%，Ti₃SiC₂粉料：5.0‑15.00%。采用激光熔覆技术，利用CO₂激光器进行激熔覆制备自润滑耐磨钴基合金熔覆层，制得的钴基合金熔覆层显微组织均匀，与低合金钢结合良好，且具备表面强度硬度高耐磨损性能优异的特点，为激光熔覆制备自润滑耐磨钴基合金熔覆层提供一种粉料和相应的工艺方法，可广泛应用于冶金行业轧辊的激光制备及再制备。

技术领域

本发明属于表面工程技术领域，具体涉及一种适用于轧辊、轴套等重要消耗部件表面的防护及再制备领域中的低合金钢表面自润滑耐磨损激光熔覆钴基合金熔覆层所用粉料及熔覆层制备工艺方法。

背景技术

冶金热轧辊是钢铁企业轧钢设备上的重要部件，轧辊质量的好坏、使用寿命的长短直接影响轧机的生产效率和所轧制产品的质量。由于热轧辊在服役过程中，与温度高达1000-1100℃的红热钢材直接接触，并且受到室温冷水的强制冷却，在这种热力交变的环境下服役一段时间之后，轧辊会表现出如下的失效形式：由于热疲劳而引起的表面热龟裂、辊身表面发生磨损、氧化等现象，进而导致轧辊报废。据统计：因磨损和氧化剥落而失效的热轧辊占报废辊总量的75%左右。我国轧辊材料供应不足、价格较高，一旦轧辊失效，更换新辊和拆卸修复将导致整个生产线停止工作，造成巨大的材料浪费和经济损失。对于因磨损而失效的轧辊，传统的修复工艺是采用车削或磨削方式修正辊型，这种方式对提高热轧辊的使用寿命意义不大。由于热轧辊实际有效工作面只是轧辊表层几毫米或几厘米区域，其它大部分只起到支撑和配重的作用，因此现代工艺则多采用表面强化技术对热轧辊进行修复或制备。当前热轧辊的表面修复与强化技术主要包括轧辊表面的感应加热淬火、堆焊、热喷涂、热喷焊和激光表面熔覆技术等。然而，感应加热淬火技术仅限于表层一定深度内，对辊面的表面强化程度有限，且不能保证所有淬火面均能获得均匀的淬火层。堆焊修复技术工艺复杂，生产率低，热输入较大，热轧辊在堆焊时容易产生裂纹、夹渣、焊瘤和脱落现象。热喷涂修复技术的效率和材料利用率低，修复表面易存在孔隙和残余应力，韧性和切削加工性较差，修复层与热轧辊的结合强度不佳。热喷焊修复技术要求热喷焊材料必须与热轧辊材料相匹配，应用范围窄，且在修复过程中易发生变形。

相比于现有技术，激光表面改性技术则规避了现有技术的多种不足，特别是激光熔覆技术，采用激光辐照同步送粉合金粉料熔化与基体表面微熔而后迅速凝固，得到成分与涂层基本一致的高性能熔覆层。

发明内容

发明目的：

本发明的目的是提供一种激光熔覆自润滑耐磨钴基合金所用粉料和激光熔覆技术，在低合金轧辊用钢表面制备耐磨钴基合金熔覆层的方法。

技术方案：

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种激光熔覆自润滑耐磨钴基合金所用粉料，其特征在于：包括钴基合金粉料和Ti₃SiC₂粉料，钴基合金粉料按重量百分比为C：0.2-0.25%，Cr：23.0-26.0%，Ni：2.0-2.5%，Si：0.50-1.0%，Mo：4-5.5%，Mn：0.55-0.65%，其余为Co；钴基合金粉料按重量百分比为：85-95%，Ti₃SiC₂粉料：5.0-15.00%。

所述钴基合金粉料和Ti₃SiC₂粉料的纯度不低于99.9％，且钴基合金粉料和Ti₃SiC₂粉料的粒度在80目-270目之间。