夾送輥激光處理的工藝優(yōu)化與組織性能研究.pdf

1、卷取機(jī)夾送輥是熱軋帶鋼生產(chǎn)線上的重要裝備之一，擔(dān)負(fù)著將軋制好的鋼板導(dǎo)向、夾送的任務(wù)。夾送輥在運行中與鋼板直接接觸，其表面質(zhì)量和使用壽命影響著生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)成本。因此，如何更好地修復(fù)及強韌化夾送輥，延長其使用壽命至關(guān)重要。生產(chǎn)上采用感應(yīng)加熱淬火、堆焊、熱噴涂等方法提高夾送輥表面性能，但制備的涂層均存在一定的不足。激光表面處理技術(shù)作為一種新興的表面技術(shù)，可以在廉價基材表面獲得致密均勻的冶金結(jié)合涂層。本文旨在利用激光熔覆技術(shù)和激光合

2、金化技術(shù)，以強韌化、耐磨涂層制備為目的，改善基材表面的耐磨性能，提高其使用壽命，建立一種修復(fù)失效夾送輥的新方法。
　　本文利用側(cè)向送粉激光熔覆技術(shù)和激光合金化技術(shù)，通過激光工藝參數(shù)的優(yōu)化，在34CrNiMo鋼基體表面制備具有良好冶金結(jié)合的耐磨激光涂層。利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、顯微硬度儀以及高溫摩擦磨損試驗機(jī)等測試分析設(shè)備，對所制備涂層的組織形貌、成分、相組成、硬度、高溫磨損性能進(jìn)行了研究

3、。
　　采用側(cè)向送粉法激光熔覆Fe-Cr-Ni合金粉末，最佳單道工藝參數(shù)為激光功率4000W，掃描速度7.0mm/s，送粉速率8.0g/min，送粉氣壓1.31×105Pa。單道激光熔覆優(yōu)化工藝參數(shù)下制備的熔覆層橫截面可以依次分為熔覆區(qū)、結(jié)合區(qū)和熱影響區(qū)三個部分。熔覆區(qū)為平面晶、胞狀晶、樹枝晶和等軸晶組成的典型激光快速凝固組織，熱影響區(qū)是細(xì)小的淬火馬氏體組織，基體仍保持原始鐵素體和珠光體組織。
　　在單道激光熔覆層的優(yōu)化工藝

4、基礎(chǔ)上，采用50％的搭接率制備大面積多道搭接熔覆層。沿基體到熔覆層表面方向，合金元素Cr、Ni含量均以“白亮帶”為界明顯升高，而Fe元素則正好相反。熔覆層枝晶處的Fe、Ni元素的含量比枝晶間處的高，而枝晶間區(qū)域Cr元素含量較高，形成富Cr區(qū)。XRD物相分析表明，熔覆層主要由(Fe，Ni)固溶體，Ni-Cr-Fe組成。熔覆層平均顯微硬度可達(dá)770HV左右，大約是基體顯微硬度(160HV)的4.8倍。
　　采用預(yù)置Cr-W-B-C合金

5、粉末法對基體表面進(jìn)行激光合金化實驗，最佳工藝參數(shù)激光能量密度為88.8J/mm2。合金化層自表面至底部方向形成組織特征互異的三個區(qū)域，即合金化區(qū)、熱影響區(qū)和基體。合金化層具有典型的定向凝固組織特征，同一高度不同部位合金化層組織形貌無明顯變化。合金化層中Cr、W等合金元素在枝晶間的含量高于枝晶上的含量。XRD物相分析表明，預(yù)置合金碳化物溶解所產(chǎn)生的B、W、Cr和C元素，與基體中的Fe、Ni元素結(jié)合，并重新凝固，形成了Ni-Cr-Fe固溶體