[发明专利]一种高温耐磨自润滑侧导板衬板及其加工方法

说明书

本发明公开了一种高温耐磨自润滑侧导板衬板及其加工方法，该侧导板衬板呈三明治结构，中间基板为45钢，两侧为由激光熔覆得到的高温耐磨自润滑层，高温耐磨自润滑层由85–97wt％高熵合金、1–5wt％六方氮化硼和2–10wt％共晶BaF₂/CaF₂组成，高熵合金为NiFeAlCoCrB_x，由等摩尔的Ni、Fe、Al、Co、Cr和摩尔含量为x的B组成，x为0.02–0.1，采用两路激光熔覆在中间基板表面形成高温耐磨自润滑层。本发明采用高熵合金提高衬板硬度，采用氮化硼和共晶BaF₂/CaF₂共同提高衬板高温润滑性，有效解决热轧带钢时侧导板衬板磨损快、寿命短及带钢端面被拉伤的问题。

技术领域

本发明属于冶金材料领域，具体涉及一种高温耐磨自润滑侧导板衬板及其加工方法。

背景技术

热轧钢带产线卷取机前，侧导板衬板为热轧厂主轧线卷取区域的关键设备，其作用是将带钢对中送入夹送辊，并在进入夹送辊时夹持带钢以减少钢卷的塔形和错层，根据不同钢种及规格，侧导板以不同预设定的压力夹持带钢，造成侧导板与带钢接触部位安装的衬板与带钢产生相对滑动摩擦，在轧制时，钢带温度高，最高温度可达1100℃，且钢带通过速度高，可达15m/s，衬板不但承受摩擦作用，而且是高温冲击摩擦，很快导致衬板磨损。因此，侧导板衬板需具备耐高温摩擦能力和抗高温冲击能力，也即需要高温强度大、高温硬度大，但如果其硬度大，会造成带钢端面被衬板拉毛，出现丝状毛刺，损伤带钢，这就需要侧导板既要有高硬度又不造成带钢边部损伤。

为了既提高衬板硬度又减少带钢边损，有研究提出在高温强度大的材料中加入高温润滑剂来解决上述问题。常用的润滑剂石墨、二硫化钼在高温下会被氧化失效，在超过400℃后，其润滑效果失效，六方氮化硼具有类似于石墨的结构，俗称“白石墨”，具有高温润滑效果，在900℃下仍有良好的润滑效果，但氮化硼价格较贵，而氟化物具有高的化学和热稳定性，共晶BaF₂/CaF₂在温度超过400℃后，由脆性向塑性转变，剪切强度降低，显示出良好的润滑性，润滑性即使到950℃后也不会降低，美国NASA采用Ag与共晶BaF₂/CaF₂为润滑相，制备了PS200、PS212、PS300、PS304、PS400等高温润滑涂层，在500–1000℃之间时，其摩擦系数在0.16–0.4之间波动，解决了斯特林发动机高温润滑和空气动压轴承高温起轴转停润滑的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高温耐磨自润滑侧导板衬板，解决热轧带钢时侧导板衬板磨损快、寿命短以及带钢端面被拉伤的问题，既提高高温强度又降低摩擦系数，在提高侧导板衬板寿命的同时杜绝带钢端面拉丝现象，保证边部完整性。

本发明的另一目的在于提供上述高温耐磨自润滑侧导板衬板的加工方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种高温耐磨自润滑侧导板衬板，呈三明治结构，中间基板为45钢，两侧为由激光熔覆得到的高温耐磨自润滑层，所述高温耐磨自润滑层由85–97wt％高熵合金、1–5wt％六方氮化硼和2–10wt％共晶BaF₂/CaF₂组成，其中所述高熵合金为NiFeAlCoCrB_x，由等摩尔的Ni、Fe、Al、Co、Cr和摩尔含量为x的B组成，x为0.02–0.1。为提高高温硬度，在基板表面激光熔覆高熵合金形成简单的FCC、BCC晶格，硬度高，晶格结构单一，高温稳定性好，并通过固溶强化和沉淀强化提高强度和硬度；为解决带钢边部损伤的问题，在高熵合金中加入高温自润滑材料六方氮化硼和共晶BaF₂/CaF₂来提高高温自润滑性能。