軋輥表面激光合金化的研究.pdf

1、軋輥的質(zhì)量和使用壽命，直接關(guān)系到軋制生產(chǎn)的效率、產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)成本，一旦軋輥表面磨損失效，整個(gè)軋輥將報(bào)廢，造成巨大的材料浪費(fèi)。因此提高軋輥的耐磨性具有經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
　　 近年來，廣泛采用感應(yīng)加熱淬火、堆焊、熱噴焊、熱噴涂等方法提高軋輥表面耐磨性，但制備的耐磨涂層與基體不能形成良好的冶金結(jié)合。激光表面合金化作為一種新興的表面技術(shù)，最大優(yōu)點(diǎn)是可以制備完全致密的冶金結(jié)合涂層，從而改善基體的耐磨性。本文旨在利用激光合金化技術(shù)在熱軋輥

2、表面制備具有冶金結(jié)合界面、組織致密和耐磨性能優(yōu)良的涂層，為激光合金化修復(fù)和強(qiáng)化軋輥表面提供有效的理論指導(dǎo)，并為其今后發(fā)展應(yīng)用提供一定的技術(shù)支持。
　　 本文以70MnV鑄鋼、球墨鑄鐵熱軋輥?zhàn)鳛檠芯繉?duì)象，采用大功率CO2激光器對(duì)其表面進(jìn)行了激光合金化處理。通過激光工藝參數(shù)的優(yōu)化，制備出具有良好冶金結(jié)合的耐磨涂層。利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)及附帶的能譜儀(EDAX)、X-射線衍射儀(XRD)、高溫摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)以及顯

3、微硬度計(jì)等測(cè)試分析設(shè)備，對(duì)所制備涂層的微觀組織、成分、相組成、耐磨性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　 采用高功率CO2激光器對(duì)預(yù)涂NiCr-Cr3C2粉末的70MnV鑄鋼軋輥進(jìn)行激光表面合金化處理。優(yōu)化工藝參數(shù)為：激光功率4kW、光斑直徑1.5mm、搭接率33.3％，掃描速度2.2m/min。此時(shí)，可得到外觀致密、組織均勻，與基體形成良好的冶金結(jié)合且無裂紋、氣孔等缺陷的合金化層。此時(shí)激光合金化層的厚度為0.4798mm，平均顯微硬度為

4、858HV，是基體的2.6倍。500℃高溫磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此合金化層的耐磨性能是鑄鋼軋輥基體的8.4倍。
　　 在球墨鑄鐵軋輥上預(yù)涂C-B-W-Cr粉末，用高功率CO2激光器進(jìn)行合金化處理。優(yōu)化工藝參數(shù)為：激光功率4kW、掃描速度4m/min、光斑直徑1.5mm、搭接率36.7％。此時(shí)得到的激光合金化層的厚度為0.3670mm，平均硬度為1201HV，是基體的2.4倍。500℃高溫磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此合金化層耐磨性能是球墨鑄鐵