專利名稱：一種冶金鑄鐵軋輥的表面激光納米陶瓷合金化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種冶金鑄鐵軋輥的表面激光 納米陶瓷合金化處理方法。
技術(shù)背景冶金系統(tǒng)中的軋鋼行業(yè)常用的鑄鐵軋輥主要分為常法無(wú)限冷硬球墨鑄 鐵軋輥和離心澆鑄無(wú)限冷硬球墨鑄鐵軋輥，前者是利用鐵水自身的過(guò)冷度 和模具表面激冷的方法制成，而后者則是采用離心澆鑄工藝制成。眾所周知，軋輥通常是在約100(TC的高溫工作環(huán)境中使用，而且受到的沖擊力和 交變應(yīng)力較大，因此軋輥工作表面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)磨損和熱裂紋。特別是型鋼、 棒材軋輥孔型較大，上述兩種鑄造工藝均無(wú)法有效提高軋輥的使用壽命， 所以通常在制作過(guò)程中向鐵水中加入一定比例的Ni、 Cr、 Mo等合金成分， 以提高軋輥的表面耐磨性，從而延長(zhǎng)換輥周期，但這樣又會(huì)大大增加軋輥 的制造成本。同時(shí)在軋制過(guò)程中，隨著金屬延伸率的變化，各架軋機(jī)軋輥 工作時(shí)間不同，因此進(jìn)一步延長(zhǎng)軋輥的使用壽命，成為提高生產(chǎn)效率、減 低軋制成本的關(guān)鍵。 發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高表面強(qiáng)度、 韌性和塑性，因此可以防止使用過(guò)程中出現(xiàn)裂紋等問(wèn)題的冶金鑄鐵軋輥的 表面激光納米陶瓷合金化處理方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的冶金鑄鐵軋輥的表面激光納米陶瓷合金化處理方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟(1)將鑄鐵軋輥的表面進(jìn)行預(yù)處理，以除去附著在其表面上的油污及雜質(zhì)；(2) 將納米陶瓷合金涂料與水玻璃液體以1: 3的比例均勻混合，然 后利用噴槍冷噴在上述經(jīng)過(guò)表面預(yù)處理的軋輥表面以形成噴涂層；(3) 采用C02橫流式激光器，在6Xlmm2的光斑、700 800mm/min 的速度和l.Omm的搭接量條件下對(duì)上述噴涂層進(jìn)行激光合金化處理，以形 成合金強(qiáng)化層。所述的納米陶瓷合金涂料為8 12%納米級(jí)碳、10 15%氧化鎢、12 18%氧化鈦、16 20%氧化鉻、20 30%氧化鋯和18 20%三氧化二鋁 的均勻混合物。所述的噴涂層的厚度為0.4 1.0mm。本發(fā)明提供的冶金鑄鐵軋輥的表面激光納米陶瓷合金化處理方法是利 用高能量密度激光束對(duì)預(yù)先冷噴在軋輥表面的納米陶瓷合金涂料層進(jìn)行激 光合金化處理，從而在軋輥表面形成超細(xì)化、高強(qiáng)韌性、高耐磨的合金強(qiáng) 化層。由于該合金強(qiáng)化層的表面晶粒細(xì)化、位錯(cuò)密度增加、組織均勻致密， 并且消除了原始組織中的應(yīng)力、偏析、微裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，同時(shí) 還具有過(guò)飽和合金的固熔強(qiáng)化及超細(xì)化合物等的彌散強(qiáng)化作用，因此能夠 有效地提高軋輥的表面強(qiáng)度，從而抑制裂紋的產(chǎn)生，因而能夠保證軋輥在 高溫軋制過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生由于退火而軟化的現(xiàn)象。另外在提高軋輥強(qiáng)度的 同時(shí)還提高了其韌性和塑性，使過(guò)鋼量在原有基礎(chǔ)上顯著提高，其中常法 無(wú)限冷硬球墨鑄鐵軋輥的過(guò)鋼量提高2~3倍，離心澆鑄無(wú)限冷硬球墨鑄鐵 軋輥的過(guò)鋼量提高1.5 2倍。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的冶金鑄鐵軋輥的表面激光納米陶 瓷合金化處理方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 實(shí)施例1 :本實(shí)施例提供的冶金鑄鐵軋輥的表面激光納米陶瓷合金化處理方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟(1) 將鑄鐵軋輥的表面用常用的清洗劑進(jìn)行預(yù)處理，以除去附著在其 表面上的油污及雜質(zhì)；(2) 將由12%納米級(jí)碳、13%碳化鎢、12%氧化鈦、20 %氧化鉻、 25%氧化鋯和18%三氧化二鋁組成的納米陶瓷合金涂料與水玻璃液體以 1: 3的比例均勻混合，然后利用噴槍冷噴在上述經(jīng)過(guò)表面預(yù)處理的軋輥表面以形成噴涂層，噴涂層的厚度為0.5mm;(3) 采用C02橫流式激光器，在6X lmm2的光斑、700mm/min的速度 和l.Omm的搭接量條件下對(duì)上述噴涂層進(jìn)行激光合金化處理，以形成合金 強(qiáng)化層。實(shí)施例2:本實(shí)施例提供的冶金鑄鐵軋輥的表面激光納米陶瓷合金化處理方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟(1) 將鑄鐵軋輥的表面用常用的清洗劑進(jìn)行預(yù)處理，以除去附著在其 表面上的油污及雜質(zhì)；(2) 將由8%納米級(jí)碳、15%碳化鎢、14%氧化鈦、16%氧化鉻、28% 氧化鋯和19%三氧化二鋁組成的納米陶瓷合金涂料與水玻璃液體以1: 3 的比例均勻混合，然后利用噴槍冷噴在上述經(jīng)過(guò)表面預(yù)處理的軋輥表面以 形成噴涂層，噴涂層的厚度為0.7mm;(3) 采用C02橫流式激光器，在6Xlmri^的光斑、750mm/min的速度 和l.Omm的搭接量條件下對(duì)上述噴涂層進(jìn)行激光合金化處理，以形成合金 強(qiáng)化層。實(shí)施例3:本實(shí)施例提供的冶金鑄鐵軋輥的表面激光納米陶瓷合金化處理方法包 括按順序進(jìn)行的下列步驟.-(1) 將鑄鐵軋輥的表面用常用的清洗劑進(jìn)行預(yù)處理，以除去附著在其 表面上的油污及雜質(zhì)；(2) 將由11%納米級(jí)碳、11%碳化鎢、18%氧化鈦、18 %氧化鉻、22%氧化鋯和20%三氧化二鋁組成的納米陶瓷合金涂料與水玻璃液體以1: 3的比例均勻混合，然后利用噴槍冷噴在上述經(jīng)過(guò)表面預(yù)處理的軋輥表面以形成噴涂層，噴涂層的厚度為l.Omm;(3) 采用C02橫流式激光器，在6X lmm2的光斑、800mm/min的速度 和l.Omm的搭接量條件下對(duì)上述噴涂層進(jìn)行激光合金化處理，以形成合金 強(qiáng)化層。
權(quán)利要求
1. 一種冶金鑄鐵軋輥的表面激光納米陶瓷合金化處理方法，其特征在于所述的冶金鑄鐵軋輥的表面激光納米陶瓷合金化處理方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟(1)將鑄鐵軋輥的表面進(jìn)行預(yù)處理，以除去附著在其表面上的油污及雜質(zhì)；(2)將納米陶瓷合金涂料與水玻璃液體以1∶3的比例均勻混合，然后利用噴槍冷噴在上述經(jīng)過(guò)表面預(yù)處理的軋輥表面以形成噴涂層；(3)采用CO2橫流式激光器，在6×1mm2的光斑、700～800mm/min的速度和1.0mm的搭接量條件下對(duì)上述噴涂層進(jìn)行激光合金化處理，以形成合金強(qiáng)化層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金鑄鐵軋輥的表面激光納米陶瓷合金化處 理方法，其特征在于所述的納米陶瓷合金涂料為8 12%納米級(jí)碳、10 15%碳化鎢、12 18%氧化鈦、16 20%氧化鉻、20 30%氧化鋯和18 20%三氧化二鋁的均勻混合物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金鑄鐵軋輥的表面激光納米陶瓷合金化處 理方法，其特征在于所述的噴涂層的厚度為0.4 1.0mm。
全文摘要
一種冶金鑄鐵軋輥的表面激光納米陶瓷合金化處理方法。其包括將鑄鐵軋輥的表面進(jìn)行預(yù)處理、將納米陶瓷合金涂料與水玻璃液體冷噴在軋輥表面以形成噴涂層；用激光器對(duì)噴涂層進(jìn)行激光合金化處理，以形成合金強(qiáng)化層等步驟。本發(fā)明提供的冶金鑄鐵軋輥的表面激光納米陶瓷合金化處理方法能夠在軋輥的表面形成超細(xì)化、高強(qiáng)韌性、高耐磨的合金強(qiáng)化層。由于該合金強(qiáng)化層的表面晶粒細(xì)化、位錯(cuò)密度增加、組織均勻致密，并且消除了原始組織中的應(yīng)力、偏析、微裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，因此能夠有效地提高軋輥的表面強(qiáng)度，從而抑制裂紋的產(chǎn)生，因而能夠保證軋輥在高溫軋制過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生由于退火而軟化的現(xiàn)象。另外在提高軋輥強(qiáng)度的同時(shí)還提高了其韌性和塑性。
文檔編號(hào)C23C24/10GK101265575SQ20081005305
公開日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者馮加旺, 娟 郎, 陳東長(zhǎng) 申請(qǐng)人:天津市匯利通金屬表面技術(shù)有限公司