專利名稱：一種冶金熱軋輥表面激光納米陶瓷合金化的涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于冶金熱軋輥表面強(qiáng)化及修復(fù)的涂料，尤其是涉及一種冶金熱軋輥表面激光納米陶瓷合金化的涂料。
背景技術(shù)：
軋輥是使(軋材)金屬產(chǎn)生塑性變形的工具，是決定軋機(jī)效率和軋材質(zhì)量的重要大型消耗性部件。軋輥的質(zhì)量和使用壽命，直接關(guān)系到軋制生產(chǎn)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)成本。我國(guó)軋輥材料供應(yīng)不足、價(jià)格較高，一旦軋輥表面磨損失效，整個(gè)軋輥報(bào)廢(軋輥使用層僅占軋輥總重量的10％左右)，將造成巨大的材料浪費(fèi)。如何修復(fù)失效軋輥，一直是軋輥制造業(yè)面臨的重大問題。
激光表面合金化處理軋輥時(shí)因具有能量作用集中，熱影響區(qū)小，合金化層組織細(xì)小，結(jié)構(gòu)致密，氣孔率低而且容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)線，沒有化學(xué)污染、無輻射等優(yōu)點(diǎn)，在冶金熱軋輥強(qiáng)化和修復(fù)中得到廣泛應(yīng)用。合金化層涂料對(duì)于強(qiáng)化工藝有重要的影響。因此探討研發(fā)合適的合金化涂層材料有著廣泛的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種高功率CO2激光器快速掃描在冶金熱軋輥表面獲得高性能合金化層的涂料。
采用的技術(shù)方案是本發(fā)明為一種冶金熱軋輥表面激光納米陶瓷合金化的涂料，其特征在于該涂料是由碳化硼、碳化鎢、碳化鈦、碳化鉻混合均勻配制而成，其各成份的重量百分比為碳化硼40-70％、碳化鎢15-30％、碳化鈦0-15％、碳化鉻5-20％。
上述納米碳化物陶瓷材料碳化硼、碳化鎢、碳化鈦、碳化鉻的尺度為30-200納米。
本發(fā)明選用的陶瓷材料具有高硬度、高強(qiáng)度、高剛度、低密度和的化學(xué)穩(wěn)定特性，以及高溫下優(yōu)良的力學(xué)性能。而且，陶瓷材料在激光的照射下幾乎能吸收激光的全部光能。
碳化硼、碳化鎢、碳化鈦、碳化鉻都是具有許多優(yōu)良性能的重要的陶瓷。
由于納米材料小尺寸效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等使其相對(duì)于非納米尺寸的粒子熔點(diǎn)低、表面活性高、吸光性好等優(yōu)點(diǎn)。并且納米粒子在激光作用形成的熔池內(nèi)能夠快速均勻化，減少缺陷，降低裂紋敏感性。
本發(fā)明選用優(yōu)化的工藝參數(shù)，在激光合金化過程中，冶金熱軋輥利用該涂層材料進(jìn)行激光表面合金化后(1)在軋輥表面的納米碳化物陶瓷涂料在高溫作用下發(fā)生迅速的熔化和分解，并均勻地分布在熔化層中，在超快速凝固和冷卻過程中形成均勻、致密和高度細(xì)化的過飽和高碳、高合金度固溶體，產(chǎn)生顯著的固溶強(qiáng)化作用；(2)由于快速凝固，碳化物相來不及長(zhǎng)大，因而均勻細(xì)小彌散地分布在固溶體晶間及晶內(nèi)，產(chǎn)生顯著的彌散強(qiáng)化的作用；(3)由于組織高度細(xì)化，產(chǎn)生顯著的晶粒細(xì)化強(qiáng)韌化作用，在提高合金化層強(qiáng)度的同時(shí)，還提高了它的韌性和塑性；(4)由于碳化物的彌散和均勻分布可以有效地阻止晶粒長(zhǎng)大，因此合金組織具有高度的熱穩(wěn)定性。從而保證軋輥在高溫軋制過程中不會(huì)產(chǎn)生由于退火而軟化的現(xiàn)象。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一一種冶金熱軋輥表面激光納米陶瓷合金化的涂料，是由尺度為30-200納米的碳化硼、碳化鎢、碳化鈦、碳化鉻混合均勻配制而成，其各成份的重量百分比為碳化硼50％、碳化鎢25％、碳化鈦10％、碳化鉻15％。
實(shí)施例二實(shí)施例二與實(shí)施例一基本相同，其不同之處在于各成份的重量百分比為碳化硼60％、碳化鎢20％、碳化鈦2％、碳化鉻18％。
實(shí)施例三實(shí)施例三與實(shí)施例一基本相同，其不同之處在于各成份的重量百分比為碳化硼65％、碳化鎢16％、碳化鈦5％、碳化鉻14％。
權(quán)利要求
1.一種冶金熱軋輥表面激光納米陶瓷合金化的涂料，其特征在于該涂料是由碳化硼、碳化鎢、碳化鈦、碳化鉻混合均勻配制而成，其各成份的重量百分比為碳化硼40-70％、碳化鎢15-30％、碳化鈦0-15％、碳化鉻5-20％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于冶金熱軋輥表面激光納米陶瓷合金化的涂料，其特征在于所述的納米碳化物陶瓷材料碳化硼、碳化鎢、碳化鈦、碳化鉻的納米級(jí)尺度為30-200納米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶金熱軋輥表面激光納米陶瓷合金化的涂料，其特征在于所述的各成份的重量百分比為碳化硼50％、碳化鎢25％、碳化鈦10％、碳化鉻15％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶金熱軋輥表面激光納米陶瓷合金化的涂料，其特征在于所述的各成份的重量百分比為碳化硼60％、碳化鎢20％、碳化鈦2％、碳化鉻18％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶金熱軋輥表面激光納米陶瓷合金化的涂料，其特征在于所述的各成份的重量百分比為碳化硼65％、碳化鎢16％、碳化鈦5％、碳化鉻14％。
全文摘要
本發(fā)明為一種冶金熱軋輥表面激光納米陶瓷合金化的涂料，其特點(diǎn)在于該涂料是由碳化硼、碳化鎢、碳化鈦、碳化鉻混合均勻配制而成，其各成份的重量百分比為碳化硼40－70％、碳化鎢15－30％、碳化鈦0－15％、碳化鉻5－20％。本發(fā)明選用優(yōu)化的工藝參數(shù)產(chǎn)生顯著的固熔強(qiáng)化和彌散強(qiáng)作用；且由于組織高度細(xì)化，產(chǎn)生顯著的晶粒細(xì)化強(qiáng)韌化作用，在提高合金化層強(qiáng)度的同時(shí)，還提高了它的韌性和塑性；并且由于碳化物的彌散和均勻分布可以有效地阻止晶粒長(zhǎng)大，因此合金組織具有高度的熱穩(wěn)定性。從而保證軋輥在高溫軋制過程中不會(huì)產(chǎn)生由于退火而軟化的現(xiàn)象。
文檔編號(hào)C23C24/00GK1931790SQ20061004799
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月12日
發(fā)明者陶興啟, 黃旭東, 劉常升, 陳海濤, 孫桂芳, 董容剛 申請(qǐng)人:沈陽大陸激光成套設(shè)備有限公司