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专利号: 2018116172097
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 对金属材料的镀覆;用金属材料对材料的镀覆;表面化学处理;金属材料的扩散处理;真空蒸发法、溅射法、离子注入法或化学气相沉积法的一般镀覆;金属材料腐蚀或积垢的一般抑制〔2〕
更新日期:2024-01-05
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摘要:

权利要求书:

1.一种高硬度梯度增强冷轧辊,其特征在于,包括冷轧辊基体和表面激光熔覆涂层,所述表面激光熔覆涂层设置为包括激光熔覆打底层、激光熔覆过渡层和激光熔覆工作层的梯度式结构,所述激光熔覆打底层、所述激光熔覆过渡层和所述激光熔覆工作层均包括致密的树枝晶和等轴晶;所述激光熔覆工作层中的等轴晶占有最高80%的比例。

2.如权利要求1所述的高硬度梯度增强冷轧辊,其特征在于,所述激光熔覆打底层采用自熔性铁基合金粉末激光熔覆至所述冷轧辊基体的辊身和辊颈表面形成;所述自熔性铁基合金粉末的粒度为100目~270目,所述自熔性铁基合金粉末的合金质量百分比成分为:C:

0.2%~0.3%,Cr:16.5%~17.5%,B:1.6%~1.8%,Si:1.2%~1.6%,Mo:1.8%~

2.2%,其余为Fe。

3.如权利要求1所述的高硬度梯度增强冷轧辊,其特征在于,所述激光熔覆过渡层采用过渡层增强合金粉末激光熔覆至所述自熔性铁基合金打底层表面形成;所述过渡层增强合金粉末的粒度为100目~270目,所述过渡层增强合金粉末的合金质量百分比成分为:CeO2:

0.45%~0.55%,C:0.2%~0.3%,Cr:16.5%~17.5%,B:1.6%~1.8%,Si:1.2%~

1.6%,Mo:1.8%~2.2%,其余为Fe。

4.如权利要求1所述的高硬度梯度增强冷轧辊,其特征在于,所述激光熔覆工作层采用工作层增强合金粉末激光熔覆至所述增强合金过渡层表面形成;所述工作层增强合金粉末的粒度为100目~270目,所述工作层增强合金粉末的合金质量百分比成分为:CeO2:0.9%~1.1%,C:0.2%~0.3%,Cr:16.5%~17.5%,B:1.6%~1.8%,Si:1.2%~1.6%,Mo:

1.8%~2.2%,其余为Fe。

5.如权利要求1所述的高硬度梯度增强冷轧辊,其特征在于,所述激光熔覆打底层厚度为1mm~1.5mm;所述激光熔覆过渡层厚度为1.5mm~2mm;所述激光熔覆工作层厚度为2mm~

2.5mm。

6.一种表面激光熔覆涂层制备方法,其特征在于,用于制备如权利要求1-5中任一项所述的高硬度梯度增强冷轧辊上的所述表面激光熔覆涂层,包括步骤;

S1,对所述冷轧辊基体进行预处理;

S2,采用光纤激光器及同步送粉装置将所述自熔性铁基合金粉末熔覆于所述冷轧辊基体的辊身和辊颈表面形成所述激光熔覆打底层;

S3,采用所述光纤激光器及所述同步送粉装置将所述过渡层增强合金粉末熔覆于所述激光熔覆打底层表面形成所述激光熔覆过渡层;

S4,采用所述光纤激光器及所述同步送粉装置将所述工作层增强合金粉末熔覆于所述激光熔覆过渡层表面形成所述激光熔覆工作层;

S5,对激光熔覆强化后的所述冷轧辊基体进行保温处理后冷却;

S6,对所述激光熔覆工作层表面进行磨削处理。

7.如权利要求6所述的表面激光熔覆涂层制备方法,其特征在于,所述步骤S1中所述预处理过程为,将低温回火后的所述冷轧辊基体表面打磨平整、清洁干净,然后对所述冷轧辊基体进行均匀预热,加热温度为180℃,加热时间为1h~2h。

8.如权利要求6所述的表面激光熔覆涂层制备方法,其特征在于,所述步骤S2中的激光熔覆工艺参数为:所述光纤激光器的激光功率为1.5kW,扫描速度为100mm/min~120mm/min,所述同步送粉装置的送粉量为7g/min~8g/min;所述步骤S3中的激光熔覆工艺参数为:所述光纤激光器的激光功率为1.5kW,扫描速度为120mm/min~130mm/min,所述同步送粉装置的送粉量为11g/min~12g/min;所述步骤S4中的激光熔覆工艺参数为:所述光纤激光器的激光功率为1.5kW,扫描速度为130mm/min,所述同步送粉装置的送粉量为12g/min~

13g/min。

9.如权利要求6所述的表面激光熔覆涂层制备方法,其特征在于,所述步骤S5中所述保温处理的保温温度为150℃~180℃,保温时间为2h~3h。

10.如权利要求6所述的表面激光熔覆涂层制备方法,其特征在于,在所述步骤S4中还包括对所述激光熔覆过渡层的预热处理,所述预热处理完成后再进行所述激光熔覆工作层的激光熔覆;所述预热处理的预热温度为180℃。