[发明专利]一种电火花沉积结合等离子熔覆增强金属轧辊表面的方法

摘要

本发明涉及用电火花沉积结合等离子熔覆增强金属轧辊表面的方法，对金属轧辊进行电火花沉积结合等离子熔覆处理，可有效解决轧辊的表面的硬度、耐磨性和耐冲击性等性能，延长金属轧辊的使用寿命的问题，方法是，用非氧化性的等离子束流在把合金粉末熔覆在轧辊表面上，形成熔融合金涂层，然后再在等离子熔覆涂层的基础上用电火花沉积WC陶瓷硬质合金，来形成电火花沉积结合等离子熔覆的复合涂层，本发明简单实用，电火花沉积结合等离子熔覆复合涂层与基体结合牢固，涂层厚度大，使轧辊表面硬度高、致密性好、耐热性和耐磨性能好，使用寿命长；复合涂层即发挥了铁镍合金粉末价格低廉、涂层厚度大、抗磨抗蚀性能好，硬度强度高、耐磨耐热性能优异。

主权项

一种用电火花沉积结合等离子熔覆增强金属轧辊表面的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、配制铁镍合金粉末，该合金粉末是由按重量百分比计的：Ni 31～32%、Cr 26～30%、C 1～2%、Mo 3～4.5%、B 2.5～3%、Si 3.5～5%、W 2～4.5%和余量为Fe 的粉末，混合在一起组成；（2）、采用等离子熔覆耐磨设备对轧辊表面熔覆铁镍合金粉末层，输入电源电压：380V±10%，额定输入容量： 30KVA，输出电压：75V ，工作电压： 10～30V ，输出功率12‑15KW,输出电流： 300～600A，扫描速度： 300～600mm/min，送粉器气流：0.65～0.75m³/h，送粉量为250‑300g/min，离子气体流量：0.6～0.9m³/h，保护气体流量：0.65～0.75m³/h，喷嘴直径5mm，喷嘴距离工件28－32mm；（3）、熔覆铁镍合金粉末层方法是，开启等离子熔覆耐磨设备的工作台运行，使等离子炬移到轧辊处理部位上方，打开等离子炬保护气体氩气和电源起弧，以步骤（2）中给出的工艺参数，按等离子熔覆耐磨设备的常规操作方法，对轧辊表面进行等离子束熔覆，在直流等离子束流的高温10000‑16000℃下，将步骤（1）中配置好的铁镍合金粉末同步送入等离子炬的等离子束流中，轧辊表面快速依次形成与束流直径尺寸相近的熔池，粉末经快速加热，呈熔化或半熔化状态与熔池金属发生混合扩散反应，随着等离子束流的移动，合金熔池迅速凝固，形成与基体呈冶金结合的等离子熔覆合金涂层；（4）、熔覆合金涂层后，关闭等离子炬电源和气源，对轧辊表面熔覆的合金涂层进行磨削或抛光，再采用电火花沉积设备，将电极材料WC或TiC硬质合金电极棒，作为工作阳电极，氩气中使之与被沉积的轧辊作阴极之间产生火花放电，直接利用火花放电的能量，在10^‑5～10^‑6 s内电极与轧辊接触的部位达到10000～24500℃，将电极材料转移至已被等离子熔覆处理过的合金涂层表面，形成电火花沉积结合等离子熔覆复合涂层，电极采用自身旋转方式，电极的夹持方式为机械方式，输出功率为3400W,输出电压为200V，放电频率为1800HZ，沉积速率为2.5min/cm²，保护气体氩气流量为8～10L/min，电极的伸长长度为3mm，金属轧辊基体表面经电火花沉积结合等离子熔覆后涂层厚度为1‑4mm。