[发明专利]一种激光熔覆复合制造酸洗拉矫辊的材料及工艺方法

说明书

本发明属于表面处理技术领域，具体涉及一种激光熔覆复合制造酸洗拉矫辊的材料及工艺方法。该材料为添加ZrC铁基合金粉末，包括以下质量百分数的的组分：ZrC粉末1%‑5%，余量为铁基合金粉末；铁基合金粉末包括以下质量百分比组分：1.5%‑2%C、9%‑10%Cr、0.3%‑0.5%Si、1%‑3%Ni、4%‑6%V、4%‑8%Nb、4.5%‑6%Co、13%‑15%W、1%‑2%Sn，余量为铁。本发明采用该涂层材料对辊面熔覆后，可提高辊面的高速摩擦热下耐磨性能，高硬度保持能力，延长辊道的使用寿命。采用复合制造方法，在保证使用寿命的同时，能够降低企业生产成本。

技术领域

本发明属于表面处理技术领域，具体涉及一种激光熔覆复合制造酸洗拉矫辊的材料及工艺方法。

背景技术

拉伸弯曲矫直机是近年来在辊式矫直机和张力矫直机基础上发展起来的一种先进的矫直设备，它综合了辊式矫直机和张力矫直机的特点，特别适用于矫正三维板型缺陷、冷轧薄板，并产生一定板面延伸率而实现表面校形，经其矫直后的产品版型好、精度高，目前广泛应用于冷轧生产线中。拉矫机在酸洗/酸轧机组中起到破鳞和改善板形的作用，拉矫机工作的好坏直接影响着产线的生产效率，并且对于冷轧产品最终质量有着极其重要的作用。

拉矫辊是酸洗拉矫机的工作辊，两对弯曲辊加一支矫直辊，共5支工作辊，每支辊子安装在各自辊箱上，每支拉矫辊分别有2支撑辊，保证高速下稳定的运行。热轧酸洗板表面有着大量的氧化皮，在拉矫机系统的拉伸力最大350kN及机械反复弯曲下，表面氧化皮出现不同形式的剥落，在180m/min高速接触氧化皮磨粒磨损下，与板面接触的拉矫辊会有不同程度的磨损，尤其在与辊面接触的端部由于板面边浪，对板面形成一定的冲击磨损。由于系统在启动时在很短时间内升至工艺速度或者停车时降速时，由于系统两端的张力辊失张，瞬间拉矫辊与板面会有一定速度差，造成辊面与板面有严重磨损，进而不能满足冷轧板面要求，需要停机整体换辊，目前换辊时间大约4-5小时，严重影响机组的连续作业率，进而影响年产量。

目前酸洗拉矫辊采用整体合金钢锻造+感应淬火工艺，使用寿命在过钢4~5万吨时下线，需要去除疲劳层2mm左右，可以再次上线使用，二次使用效果可能会略有下降，主要因为在高速、氧化皮磨粒磨损下，有产生瞬间温升，该材料在有一定温度服役条件下硬度会有衰减，导致耐磨性不足。也有采用纳米硬质合金超音速喷涂表面改性技术，涂层中硬质相比例较高，整体耐磨性有很大提升，但涂层抗冲击能力降低，喷涂涂层结合力较低，因此在与钢板接触的边部，由于板面边浪冲击在使用过程中会出现剥落掉块现象，不满足使用工况要求。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种激光熔覆复合制造酸洗拉矫辊的材料及工艺方法，整体复合制造技术包括毛坯料选择、涂层材料和工艺方法。本发明采用该涂层材料对辊面熔覆后，可提高辊面的高速摩擦热下耐磨性能，高硬度保持能力，延长辊道的使用寿命。采用复合制造方法，在保证使用寿命的同时，能够降低企业生产成本。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种激光复合制造酸洗拉矫辊的熔覆材料，该材料为添加ZrC铁基合金粉末，包括以下质量百分数的的组分：ZrC粉末1%-5%，余量为铁基合金粉末。

进一步地，所述的铁基合金粉末包括以下质量百分比组分：1.5%-2% C、9%-10%Cr、0.3%-0.5%Si、1%-3%Ni、4%-6%V、4%-8%Nb、4.5%-6%Co、13%-15%W、1%-2%Sn，余量为铁。

优选的，所述的ZrC粉末粒度为-500~+800目，纯度为99%以上。

优选的，所述的铁基合金粉末粒度为-125~+300目。

一种激光熔覆复合制造酸洗拉矫辊的工艺方法，具体包括步骤如下：

步骤1、采用调质42CrMo钢为基体，材质42CrMo调质热处理，热处理后硬度35~40HRC，抗拉强度＞1100MPa。