[发明专利]一种高韧高温自润滑镍基耐磨复合层、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种高韧高温自润滑镍基耐磨复合层、制备方法及应用，包括以下步骤：别称取Ni、Cr、Fe、B、Si金属粉末，混合均匀得到合金粉，将所述的合金粉与粘结剂混合均匀，得到高韧高温自润滑镍基合金浆料；对球墨铸铁辊基体表面进行打磨，在基体表面涂覆所述的高韧高温自润滑镍基合金浆料，再进行烘干、保温处理；把涂覆有高韧高温自润滑镍基合金浆料的基体预热，然后将其固定在激光器的基片架上，设置激光速度1350mm/min，在氮气保护下进行合金化处理，得到高韧高温自润滑镍基耐磨复合层。本发明的高韧高温自润滑镍基耐磨复合层，高温使用条件下耐磨性能强，高韧高温自润滑镍基耐磨复合层表面不产生裂纹及气孔缺陷，延长了球墨铸铁热轧辊的使用寿命。

技术领域

本发明属于表面改性技术领域，尤其涉及一种高韧高温自润滑镍基耐磨复合层、制备方法及应用。

背景技术

在轧钢行业中，钢铁材料的成型依赖于热轧辊，热轧辊性能的好坏影响钢铁产品的质量和生产效率。在实际生产中，热轧辊的损耗程度远高于其他工件，而降低热轧辊损耗的关键在于提高热轧辊性能，延长其使用寿命。通常，热轧辊工作温度为700～800℃，在轧制高温钢材时，热轧辊承受较高的循环应力，表面还受到轧材磨损和冷却水的周期性作用。因此对热压辊的高温耐磨性能要求较高。

目前，热轧辊多使用球墨铸铁制造，球墨铸铁具有较高的强度和一定的韧性、塑性，同时还具有耐磨、减震、对缺口不敏感等特性，在工业中应用广泛，可代替碳钢和合金钢制造受力复杂、对强度、韧性和耐磨性要求较高的零件，如高温球墨热轧辊、曲轴、缸套等。但球墨铸铁的高温耐磨性稍差，在苛刻的高温使用环境下，经常因表面受到磨损而导致失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：球墨铸铁热轧辊高温使用条件下的耐磨性差，提供了一种高韧高温自润滑镍基耐磨复合层、制备方法及应用。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明的一种高韧高温自润滑镍基耐磨复合层的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照质量比为70：15：5：5：5分别称取Ni、Cr、Fe、B、Si金属粉末，其中Ni、Cr、Fe、B、Si的粒径为80～150μm。混合均匀得到合金粉，将所述的合金粉与粘结剂按照质量比1:1混合均匀，得到高韧高温自润滑镍基合金浆料；

(2)对球墨铸铁辊基体表面进行打磨，然后依次用丙酮、酒精超声清洗，清洗完成后在基体表面涂覆所述的高韧高温自润滑镍基合金浆料，在200℃下烘干、保温处理，保温时间25～28h，烘干后涂层厚度为0.5～1.0mm；

(3)把涂覆有高韧高温自润滑镍基合金浆料的基体在200～250℃下预热，然后将其固定在激光器的基片架上，设置激光功率2000～2500W，搭接率0.45～0.5，光斑直径3.5～4.0mm，激光扫描速度1350mm/min，在氮气保护下进行合金化处理，得到高韧高温自润滑镍基耐磨复合层。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中，粘结剂为酒精。

一种由所述的高韧高温自润滑镍基耐磨复合层的制备方法制备得到的高韧高温自润滑镍基耐磨复合层。

所述复合层，包括球墨铸铁辊基体以及在基体上依次成型的热影响扩散层和镍基合金层。

作为本发明的优选方式之一，所述的镍基合金层厚度为0.9～1.0mm。

作为本发明的优选方式之一，所述的镍基合金层硬度为700～800HV_0.1。

作为本发明的优选方式之一，所述的镍基合金层摩擦系数为0.20～0.40。

一种所述的高韧高温自润滑镍基耐磨复合层在制备耐磨球墨铸铁热轧辊上的应用。