一種軋輥修復(fù)層及修復(fù)軋輥的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種軋輥修復(fù)層及修復(fù)軋輥的方法，軋輥修復(fù)層，從基體表面往外依次熱噴涂為金屬層、金屬-陶瓷復(fù)合層和陶瓷層；修復(fù)軋輥的方法，包括對(duì)基體進(jìn)行清洗、除油、除銹和表面粗化的步驟，在基體表面采用熱噴涂方法逐層涂制金屬層、金屬-陶瓷復(fù)合層、陶瓷層的步驟和對(duì)修復(fù)層進(jìn)行磨削加工至軋輥精度的步驟。使用本發(fā)明修復(fù)層對(duì)軋輥進(jìn)行修復(fù)，具有綜合成本較低、制備簡(jiǎn)單、效果顯著、適于大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，可替代目前廣泛使用的堆焊工藝，顯著延長(zhǎng)軋輥的使用壽命。同時(shí)該技術(shù)還是符合國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的綠色制造技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景與經(jīng)濟(jì)效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種軋輥修復(fù)層及修復(fù)軋輥的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軋輥表面處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及軋輥修復(fù)技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是鋼鐵生產(chǎn)和消費(fèi)的大國(guó)，其中軋材占85%_90%左右。軋輥是使(乳材)金屬產(chǎn)生塑性變形的工具，是軋鋼廠軋鋼機(jī)上的重要零件，通常使用一對(duì)或一組軋輥滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力來(lái)軋碾鋼材。它主要承受軋制時(shí)的動(dòng)靜載荷，磨損和溫度變化的影響。軋輥是軋機(jī)必不可少的配件，也是影響軋鋼生產(chǎn)成本和效率的一個(gè)重要因素。軋輥的質(zhì)量直接影響到軋輥的消耗量和生產(chǎn)成本。隨著軋輥投入使用的時(shí)間推移，磨損在所難免，磨損改變了工作輥的初始輥形，惡化了輥面質(zhì)量，給產(chǎn)品的質(zhì)量控制帶來(lái)了很大的困難。
[0003]從軋輥的工作環(huán)境分析:冷軋輥在工作過(guò)程中要承受很大的軋制應(yīng)力，加上軋件的焊縫、夾雜、邊裂等問(wèn)題，容易導(dǎo)致瞬間高溫，使冷軋輥受到強(qiáng)烈熱沖擊造成劃傷、裂紋、粘輥、剝落甚至軋輥斷裂等；熱軋輥由于處在一個(gè)較高的軋制溫度，且工作時(shí)存在較大的擠壓沖擊力，冷熱交替產(chǎn)生熱疲勞裂紋等，主要的失效形式有熱龜裂和剝落、輥身表面磨損、軋輥斷裂、過(guò)回火和蠕變、纏輥，失效面幾乎覆蓋整個(gè)工作層面。冷、熱軋輥?zhàn)钇毡榈氖问蕉际禽伱鎰兟浜湍p，其中磨損比例更大。
[0004]目前，在一般鋼鐵企業(yè)，乳輥由于磨損需要修復(fù)時(shí)，多采用車(chē)削或磨削方式修正輥型。這種方式對(duì)提高軋輥壽命意義不大，只是一種“補(bǔ)救”措施。通常，一套軋輥軋制一個(gè)工作周期后，就要對(duì)其外圓進(jìn)行修磨，經(jīng)修磨后其軋制量會(huì)大大下降，且大約修磨3~5次后外圓過(guò)小，整套軋輥將徹底報(bào)廢。因此為了提高軋輥質(zhì)量和使用壽命，對(duì)軋輥表面進(jìn)行修復(fù)和強(qiáng)化具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。
[0005]熱噴涂是一種常用的材料表面處理技術(shù)，采用熱噴涂方法可以在軋輥表面制備出耐高溫抗摩擦和腐蝕性能優(yōu)良的涂層，且熱噴涂具有不受工件尺寸和施工場(chǎng)所的限制、沉積效率較高以及對(duì)基體材料的熱影響小的特點(diǎn)，既可用于新軋輥的磨損防護(hù)，也是一種報(bào)廢軋輥的修復(fù)技術(shù)，綜合成本較低。
[0006]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)外在軋輥修復(fù)和制造領(lǐng)域，熱噴涂技術(shù)還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，主要的原因是還沒(méi)有能夠有效解決軋輥上熱噴涂制備超厚涂層和服役過(guò)程中涂層易脫離等問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于此，本發(fā)明目的在于提供用于修復(fù)軋輥的，服役過(guò)程中不易脫離的修復(fù)層，該修復(fù)層性?xún)r(jià)比高，具有優(yōu)異的基體結(jié)合強(qiáng)度、抗高溫磨損性和耐腐蝕性，能夠提高軋輥的使用性能，有效延長(zhǎng)軋輥的使用壽命。
[0008]為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，提供一種軋輥修復(fù)層，將特定的材料逐層熱噴涂到軋輥基體表面制備而成，從基體表面往外依次熱噴涂金屬層、金屬-陶瓷復(fù)合層和陶瓷層； 金屬層:由金屬材料熱噴涂到基體表面而成，該金屬材料為NiCr、NiCrBSi> NiAl、NiCrAl、316L、NiCrBSiFe、NiCrBSiMoFe 中的任意一種；
陶瓷層:由陶瓷材料熱噴涂到金屬-陶瓷復(fù)合層表面而成，該陶瓷材料為Cr3C2、WC、Cr203、Al203、Zr02、T12中的任意一種；
金屬-陶瓷復(fù)合層:由金屬材料和陶瓷材料的混合物熱噴涂到金屬層表面而成，該混合物是由使用的金屬材料和陶瓷材料按照預(yù)設(shè)比例混合而成。現(xiàn)有技術(shù)中，乳輥基體材料包括以下幾種:GCrl5、40Cr、38CrMoAl、34CrAlNi和31CrMol2，本發(fā)明軋輥修復(fù)層至少可以以這些基材為基礎(chǔ)，在其上熱噴涂制作修復(fù)層。
[0009]進(jìn)一步地，所述混合物中金屬材料與陶瓷材料的質(zhì)量比為10~30:70~90ο
[0010]進(jìn)一步地，所述金屬層的厚度為100 μm~300 μπι，金屬-陶瓷復(fù)合層的厚度為1000 μπι~3000 μπι，陶瓷層的厚度為 200 μπι~400 μ--。
[0011]本發(fā)明還提供了一種利用前述的軋輥修復(fù)層修復(fù)軋輥的方法，其特征在于，包括如下步驟:
步驟I):對(duì)基體進(jìn)行清洗、除油、除銹和表面粗化；
步驟2):在經(jīng)步驟I)處理的基體表面采用熱噴涂方法制備金屬層；
步驟3):在步驟2)得到的金屬層表面采用熱噴涂方法制備金屬-陶瓷復(fù)合層；
步驟4):在步驟3)得到的金屬-陶瓷復(fù)合層表面采用熱噴涂方法制備陶瓷層；
步驟5):對(duì)修復(fù)層進(jìn)行磨削加工至軋輥精度；
步驟I)與步驟2)之間、步驟2)與步驟3)之間以及步驟3)與步驟4)之間的間隔時(shí)間不超過(guò)2h?，F(xiàn)有技術(shù)中，表面粗化方法包括噴砂、車(chē)螺紋、滾花或電拉毛。
[0012]進(jìn)一步地，所述熱噴涂方法包括超音速火焰噴涂、爆炸噴涂、等離子噴涂、火焰噴涂、電弧噴涂，步驟2)至步驟4)中熱噴涂方法相同、部分相同或完全不同。
[0013]優(yōu)選地，步驟2)中，熱噴涂方法為超音速火焰噴涂，噴涂參數(shù)為:助燃?xì)鈮毫?6~20bar、流量 300~800slpm，燃?xì)鈮毫?3~6bar、流量 50~70slpm，輔助氣壓力 5~8bar、流量300~500slpm，送粉氣壓力3~9bar、流量10~20slpm、送粉速率40~150g/min，噴涂距離150?300mmo
[0014]優(yōu)選地，步驟3)中，熱噴涂方法為超音速火焰噴涂，噴涂參數(shù)為:助燃?xì)鈮毫?8~22bar、流量 500~1000slpm，燃?xì)鈮毫?4~8bar、流量60~90slpm，輔助氣壓力 6~8bar、流量350~550slpm，送粉氣壓力3~9bar、流量10~20slpm、送粉速率為30~120g/min，噴涂距離為200?350mmo
[0015]優(yōu)選地，所述助燃?xì)鉃镺2，所述燃?xì)鉃楸榛駽2H2，所述輔助氣為空氣，所述送粉氣為N20
[0016]優(yōu)選地，步驟4)中，熱噴涂方法為等離子噴涂，噴涂參數(shù)為:主氣壓力3~5bar、流量30~δ0 slpm，輔氣壓力l~3bar、流量2~4 slpm，送粉氣壓力0.5~lbar、流量2~4 slpm、送粉速率為20~100g/min ;噴涂過(guò)程中電流450~650 A、電壓50~60 V，噴涂距離為100~120mm0
[0017]優(yōu)選地，所述主氣為Ar、所述輔氣為H2，所述送粉氣為Ar。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):
使用本發(fā)明修復(fù)層對(duì)軋輥進(jìn)行修復(fù)，具有綜合成本較低、制備簡(jiǎn)單、效果顯著、適于大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，可替代目前廣泛使用的堆焊工藝，顯著延長(zhǎng)軋輥的使用壽命。同時(shí)該技術(shù)還是符合國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的綠色制造技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景與經(jīng)濟(jì)效益。
[0019]本發(fā)明采用熱噴涂方法制備的報(bào)廢軋輥表面修復(fù)層是由金屬層、金屬-陶瓷復(fù)合層和陶瓷層組成，與目前常用的軋輥修復(fù)技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
(O陶瓷涂層硬度高，耐高溫磨損性能良好，能較好地承受軋輥工作時(shí)遭受的劇烈摩擦磨損；金屬涂層與軋輥表面的結(jié)合強(qiáng)度高，可有效防止使用過(guò)程中熱噴涂修復(fù)層的脫落；同時(shí)，金屬-陶瓷復(fù)合涂層位于金屬涂層和陶瓷涂層之間，能夠有效防止金屬和陶瓷由于熱膨脹系數(shù)的差異而導(dǎo)致的熱應(yīng)力失配。因此，三層涂層的有機(jī)結(jié)合可實(shí)現(xiàn)熱噴涂超厚涂層的制備，便于恢復(fù)軋輥尺寸，保證了熱噴涂技術(shù)在軋輥修復(fù)領(lǐng)域的成功應(yīng)用，所制備的修復(fù)層具有優(yōu)異的基體結(jié)合強(qiáng)度、抗高溫摩擦磨損性與耐腐蝕性，能夠極大地提高軋輥的使用性能，顯著延長(zhǎng)其使用壽命。
[0020](2)該技術(shù)所涉及的設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單，易于操作，涂層沉積效率高，且不受軋輥尺寸和施工場(chǎng)所的限制，適于大型軋輥的修復(fù)，對(duì)軋輥的熱影響小，既可用于報(bào)廢軋輥的修復(fù)，也可用于新軋輥的磨損防護(hù)。
[0021]為了表征本發(fā)明軋輥表面修復(fù)層的性能，利用熒光金相顯微鏡、表面輪廓儀、拉伸試驗(yàn)機(jī)和顯微硬度計(jì)對(duì)所得到的涂層樣品進(jìn)行表征，以下是具體的性能測(cè)試方法。
[0022]( I)涂層顯微硬度測(cè)試方法:
將涂層樣品的橫截面鑲嵌后拋光，采用數(shù)顯硬度計(jì)測(cè)量涂層橫截面的顯微硬度，所加載荷為300g，保壓時(shí)間為10s。硬度計(jì)算公式為:
Hv=2P/d2*sin(a/2)，
式中:P--所加載荷；
d--壓痕對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度；
α--正方形四棱角錐體壓頭兩相對(duì)面夾角(規(guī)定為136° )。
[0023]每個(gè)試樣測(cè)試5個(gè)點(diǎn)，最后的硬度取其平均值。
[0024](2)涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試方法:
該性能測(cè)試根據(jù)國(guó)標(biāo)G98642-88 (熱噴涂層結(jié)合強(qiáng)度的測(cè)定)進(jìn)行。拉伸試樣的材質(zhì)是普通的Q235鋼，經(jīng)車(chē)削加工成直徑為25.4mm，高度為30mm的圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣。具體試驗(yàn)步驟如下:將試樣對(duì)偶件A、B噴砂處理，將試件端面A均勻地噴上本發(fā)明的熱噴涂復(fù)合涂層，然后用E-7膠將試件A、B件粘合，并將A試件置于B試件之上，使其同軸，經(jīng)過(guò)100°C、Ih加熱固化以后，將試件夾在材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)夾具上，以lmm/min的速度進(jìn)行拉伸，記下拉斷時(shí)所施加的載荷大小，同時(shí)觀察拉斷時(shí)，試件端面涂層的剝落情況。每種涂層進(jìn)行五次以上的拉伸測(cè)試，結(jié)合強(qiáng)度取其平均值。
[0025](3)表面粗糙度測(cè)試方法:
利用表面輪廓儀的金剛石觸針沿被測(cè)表面緩慢滑行，金剛石觸針的上下位移量由電學(xué)式長(zhǎng)度傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)放大、濾波、計(jì)算后由顯示儀表指示出表面粗糙度數(shù)值，也可利用表面輪廓儀的記錄器記錄被測(cè)截面輪廓曲線(xiàn)。測(cè)量原始涂層和經(jīng)過(guò)粗磨的涂層的表面粗糙度，并進(jìn)行比較。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中制得的修復(fù)層拋光后的表面熒光顯微形貌圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0028]實(shí)施例1
本實(shí)施例中，以報(bào)廢軋輥為基體，在基體表面制備修復(fù)層，該修復(fù)層從基體表面往外依次是由NiAl涂層，NiAl-Cr2O3復(fù)合涂層和Cr2O3涂層組成。本實(shí)施例中，NiAl涂層厚度為100 μ m，NiAl-Cr2O3復(fù)合涂層厚度為800 μ m，Cr 203涂層厚度為200 μ m。
[0029]NiAl涂層是由市售15~45 μπι的NiAl粉末經(jīng)熱噴涂方法制備而得，Cr2O3涂層是由市售20~60 μπι的Cr2O3粉末經(jīng)熱噴涂方法制備而得，NiAl-Cr 203復(fù)合涂層是將上述的NiAl和Cr2O3粉末按照質(zhì)量比15:85混合，采用熱噴涂方法制備而得。
[0030]該修復(fù)層的具體制備方法如下:
噴涂前，將基體進(jìn)行清洗、除油除銹后采用20目合金砂進(jìn)行表面噴砂預(yù)處理，使其粗糙度達(dá)到噴涂要求。
[0031]首先采用超音速火焰噴涂方法噴涂NiAl涂層，按照以下參數(shù)控制超音速火焰噴涂槍:助燃?xì)釵2、燃?xì)獗楹蛪嚎s空氣的壓力分別為10bar、6bar、7bar，流量分別為240slpm、70slpm、380slpm，送粉氣N2流量為15slpm，粉末輸送速率為40g/min，噴涂距離為250mmo
[0032]然后同樣采用超音速火焰噴涂方法噴涂NiAl-Cr2O3復(fù)合涂層，按照以下參數(shù)控制超音速火焰噴涂槍:助燃?xì)釵2、燃?xì)獗楹蛪嚎s空氣的壓力分別為10bar、6bar、7bar，流量分別為300slpm、80slpm、400slpm，送粉氣N2流量為20slpm，粉末輸送速率為45g/min，噴涂距離為300mm。
[0033]最后噴涂Cr2O3涂層，采用等離子噴涂方法，控制噴涂參數(shù)為:主氣Ar和輔氣!12的壓力分別為4bar、和2bar，流量分別為40 slpm和3 slpm ;送粉氣Ar壓力為0.5bar,流量為3 slpm，送粉速率為40g/min ;噴涂過(guò)程中電流為600 A，電壓為50 V，噴涂距離為110mm0
[0034]對(duì)本實(shí)施例制備得到的基體表面的修復(fù)層進(jìn)行如下性能測(cè)試:
1.涂層顯微硬度:利用涂層顯微硬度測(cè)試方法測(cè)得Cr2O3涂層的平均硬度為1499.1HV (78.6 HROo
[0035]2.涂層表面粗糙度:利用表面輪廓儀分別記錄原始涂層表面輪廓曲線(xiàn)與拋光后涂層，測(cè)得原始涂層表面粗糙度約為Ra=L 30-1.80 μ m，拋光后涂層的平均表面粗糙度約為Ra=0.2 μ mD
[0036]3.涂層結(jié)合強(qiáng)度:利用涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試方法，經(jīng)拉伸試驗(yàn)測(cè)得涂層在E7膠結(jié)合處拉斷，結(jié)果表明涂層的結(jié)合強(qiáng)度大于70MPa。
[0037]圖1是本實(shí)施例中制得的修復(fù)層的金相組織圖，由圖可見(jiàn)，涂層的顯微組織十分致密均勻，無(wú)微裂紋和孔隙等缺陷存在，這是修復(fù)層具有較高硬度和結(jié)合強(qiáng)度的原因。
[0038]實(shí)施例2
本實(shí)施例中，以報(bào)廢軋輥為基體，在基體表面制備修復(fù)層，該修復(fù)層從基體表面往外依次是由NiCrBSiFe涂層，NiCrBSiFe-Cr2O3復(fù)合涂層和Cr2O3涂層組成。本實(shí)施例中，NiCrBSiFe涂層厚度為90 μ m，NiCrBSiFe-Cr2O3復(fù)合涂層厚度為850 μ m，Cr 203涂層厚度為200 μπι。
[0039]NiCrBSiFe涂層是由市售15~45 μπι的NiCrBSiFe粉末經(jīng)熱噴涂方法制備而得，Cr2O3涂層是由市售20~60 μ m的Cr 203粉末經(jīng)熱噴涂方法制備而得，NiCrBSiFe-Cr 203復(fù)合涂層是將上述的NiCrBSiFe和Cr2O3粉末按照質(zhì)量比20:80混合，采用熱噴涂方法制備而得。
[0040]上述修復(fù)層的具體制備方法與實(shí)施例1中的制備方法相同，所不同的是，粉末分別是NiCrBSiFe與Cr2O3粉末，得到基體表面的修復(fù)層。
[0041]對(duì)本實(shí)施例制備得到的基體表面的修復(fù)層進(jìn)行如下性能測(cè)試:
1.涂層顯微硬度:利用涂層顯微硬度測(cè)試方法測(cè)得Cr2O3涂層的平均硬度為1340.1HV (76.5 HROo
[0042]2.利用表面輪廓儀分別記錄原始涂層表面輪廓曲線(xiàn)與拋光后涂層，測(cè)得原始涂層表面粗糙度約為Ra=L 40-1.95 μm，拋光后涂層的平均表面粗糙度約為Ra=0.17 μm。
[0043]3.涂層結(jié)合強(qiáng)度:利用涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試方法，經(jīng)拉伸試驗(yàn)測(cè)得涂層在E7膠結(jié)合處拉斷，結(jié)果表明涂層的結(jié)合強(qiáng)度大于70MPa。
[0044]實(shí)施例3
本實(shí)施例中，以報(bào)廢軋輥為基體，在基體表面制備修復(fù)層，該修復(fù)層從基體表面往外依次是由NiAl涂層，NiAl-Cr3C2復(fù)合涂層和Cr 3C2涂層組成。NiAl涂層厚度為110 μ m，NiAl-Cr3C2復(fù)合涂層厚度為850 μ m，Cr 3C2涂層厚度為250 μ m。
[0045]NiAl涂層是由市售15~45 μπι的NiAl粉末經(jīng)熱噴涂方法制備而得，Cr3C2涂層是由市售15~45 ym的Cr3C2粉末經(jīng)熱噴涂方法制備而得，NiAl-Cr 3C2復(fù)合涂層是將上述的NiAl和Cr3C2粉末按照質(zhì)量比20:80混合，采用熱噴涂方法制備而得。
[0046]上述修復(fù)層的具體制備方法與實(shí)施例1中的制備方法相同，所不同的是，粉末分別是NiAl和Cr3C2粉末，得到基體表面的修復(fù)層。
[0047]對(duì)上述制備得到的基體表面的修復(fù)層進(jìn)行如下性能測(cè)試:
1.涂層顯微硬度:利用涂層顯微硬度測(cè)試方法測(cè)得Cr3C2涂層的平均硬度為1215.1HV(74.4HRC)o
[0048]2.利用表面輪廓儀分別記錄原始涂層表面輪廓曲線(xiàn)與拋光后涂層，測(cè)得原始涂層表面粗糙度約為Ra=2.30-2.80 μm，拋光后涂層的平均表面粗糙度約為Ra=0.25 μm。
[0049]3.涂層結(jié)合強(qiáng)度:利用涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試方法，經(jīng)拉伸試驗(yàn)測(cè)得涂層在E7膠結(jié)合處拉斷，結(jié)果表明涂層的結(jié)合強(qiáng)度大于70MPa。
[0050]實(shí)施例4
本實(shí)施例中，以報(bào)廢軋輥為基體，在基體表面制備修復(fù)層，該修復(fù)層從基體表面往外依次是由NiCrAl涂層，NiCrAl-WC復(fù)合涂層和WC涂層組成。NiCrAl涂層厚度為80 μm，NiCrAl-WC復(fù)合涂層厚度為950 μ m，WC涂層厚度為200 μ m。
[0051]NiCrAl涂層是由市售15~45 μπι的NiCrAl粉末經(jīng)熱噴涂方法制備而得，WC涂層是由市售20~60 ym的WC粉末經(jīng)熱噴涂方法制備而得，NiCrAl-WC復(fù)合涂層是將上述的NiCrAl和WC粉末按照質(zhì)量比12:88混合，采用熱噴涂方法制備而得。
[0052]上述修復(fù)層的具體制備方法與實(shí)施例1中的制備方法相同，所不同的是，粉末分別是NiCrAl與WC粉末，得到基體表面的修復(fù)層。
[0053]對(duì)上述制備得到的基體表面的修復(fù)層進(jìn)行如下性能測(cè)試:
1.涂層顯微硬度:利用涂層顯微硬度測(cè)試方法測(cè)得WC涂層的平均硬度為1335.1 HV(76.4 HROo
[0054]2.利用表面輪廓儀分別記錄原始涂層表面輪廓曲線(xiàn)與拋光后涂層，測(cè)得原始涂層表面粗糙度約為Ra=2.18-2.79 μm，拋光后涂層的平均表面粗糙度約為Ra=0.18 μm。
[0055]3.涂層結(jié)合強(qiáng)度:利用涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試方法，經(jīng)拉伸試驗(yàn)測(cè)得涂層在E7膠結(jié)合處拉斷，結(jié)果表明涂層的結(jié)合強(qiáng)度大于70MPa。
[0056]實(shí)施例5
本實(shí)施例中，以報(bào)廢軋輥為基體，在基體表面制備修復(fù)層，與實(shí)施例1相同，該修復(fù)層從基體表面往外依次是由NiAl涂層，NiAl-Cr2O3復(fù)合涂層和Cr 203涂層組成。NiAl涂層厚度為100 μ m，NiAl-Cr2O3復(fù)合涂層厚度為800 μ m，Cr 203涂層厚度為200 μ m。
[0057]NiAl涂層是由市售15~45 μπι的NiAl粉末經(jīng)熱噴涂方法制備而得，Cr2O3涂層是由市售20~60 μπι的Cr2O3粉末經(jīng)熱噴涂方法制備而得，NiAl-Cr 203復(fù)合涂層是將上述的NiAl和Cr2O3粉末按照質(zhì)量比15:85混合，采用熱噴涂方法制備而得。
[0058]該修復(fù)層的具體制備方法如下:
噴涂前，將基體進(jìn)行清洗、除油除銹后采用20目合金砂進(jìn)行表面噴砂預(yù)處理，使其粗糙度達(dá)到噴涂要求。
[0059]首先噴涂NiAl涂層，采用爆炸噴涂方法，控制爆炸噴涂槍的噴涂參數(shù)為:助燃?xì)?br> O2、燃?xì)釩2H2和送粉氣N2的壓力分別為11.5bar、12bar和11.5bar，流量分別為55slpm、26slpm和25slpm，送粉速率為45g/min，噴涂距離為180mm。
[0060]然后噴涂NiAl-Cr2O3復(fù)合涂層，同樣采用爆炸噴涂方法，控制噴涂參數(shù)為:助燃?xì)釵2、燃?xì)釩2H2和送粉氣N2的壓力分別為11.5bar、12bar和11.5bar，流量分別為76slpm、36slpm和25slpm，送粉速率為60g/min，噴涂距離為180mm。
[0061]最后噴涂Cr2O3涂層，采用等離子噴涂方法，控制噴涂參數(shù)為:主氣Ar和輔氣!12的壓力分別為4bar、和2bar，流量分別為40 slpm和3 slpm ;送粉氣Ar壓力為0.5bar,流量為3 slpm，送粉速率為40g/min ;噴涂過(guò)程中電流為600 A，電壓為50 V，噴涂距離為110mm0
[0062]對(duì)上述制備得到的基體表面的修復(fù)層進(jìn)行如下性能測(cè)試:
1.涂層顯微硬度:利用涂層顯微硬度測(cè)試方法測(cè)得Cr2O3涂層的平均硬度為1359.2HV (76.7 HROo
[0063]2.涂層表面粗糙度:利用表面輪廓儀分別記錄原始涂層表面輪廓曲線(xiàn)與拋光后涂層，測(cè)得原始涂層表面粗糙度約為Ra=L 45-1.95 μ m，拋光后涂層的平均表面粗糙度約為Ra=0.16 μmD
[0064]3.涂層結(jié)合強(qiáng)度:利用涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試方法，經(jīng)拉伸試驗(yàn)測(cè)得涂層在E7膠結(jié)合處拉斷，結(jié)果表明涂層的結(jié)合強(qiáng)度大于70MPa。
[0065]實(shí)施例6
本實(shí)施例中，以報(bào)廢軋輥為基體，在基體表面制備修復(fù)層，該修復(fù)層從基體表面往外依次是由NiAl涂層，NiAl-Cr2O3復(fù)合涂層和Cr 203涂層組成。NiAl涂層厚度為100 μm，NiAl-Cr2O3復(fù)合涂層厚度為800 μ m，Cr 203涂層厚度為200 μ m。
[0066]NiAl涂層是由市售15~45 μ m的NiAl粉末經(jīng)熱噴涂方法制備而得，Cr2O3涂層是由市售20~60 μπι的Cr2O3粉末經(jīng)熱噴涂方法制備而得，NiAl-Cr 203復(fù)合涂層是將上述的NiAl和Cr2O3粉末按照質(zhì)量比15:85混合，采用熱噴涂方法制備而得。
[0067]該修復(fù)層的具體制備方法如下:
噴涂前，將基體進(jìn)行清洗、除油除銹后采用20目合金砂進(jìn)行表面噴砂預(yù)處理，使其粗糙度達(dá)到噴涂要求；
首先噴涂NiAl涂層，采用火焰噴涂方法，控制火焰噴涂槍的噴涂參數(shù)為:助燃?xì)?2、燃?xì)釩2H2和壓縮空氣的壓力分別為5bar、lbar和6bar，流量分別為80slpm、40slpm和180slpm，送粉速率為45g/min，噴涂距離為120mm。
[0068]然后噴涂NiAl-Cr2O3復(fù)合涂層，采用超音速火焰噴涂方法，控制噴涂參數(shù)為:助燃?xì)釵2、燃?xì)獗楹蛪嚎s空氣的壓力分別為10bar、6bar、7bar，流量分別為400slpm、85slpm、400slpm，送粉氣N2流量為20slpm，粉末輸送速率為45g/min，噴涂距離為250mm。
[0069]最后噴涂Cr2O3涂層，采用等離子噴涂方法，控制噴涂參數(shù)為:主氣Ar和輔氣!12的壓力分別為4bar、和2bar，流量分別為45 slpm和5 slpm ;送粉氣Ar壓力為0.5bar,流量為3 slpm，送粉速率為40g/min ;噴涂過(guò)程中電流為650 A，電壓為55 V，噴涂距離為110mm0
[0070]對(duì)上述制備得到的基體表面的修復(fù)層進(jìn)行如下性能測(cè)試:
1.涂層顯微硬度:利用涂層顯微硬度測(cè)試方法測(cè)得Cr2O3涂層的平均硬度為1261.2HV (75.2 HROo
[0071]2.涂層表面粗糙度:利用表面輪廓儀分別記錄原始涂層表面輪廓曲線(xiàn)與拋光后涂層，測(cè)得原始涂層表面粗糙度約為Ra=L 57-2.46 μ m，拋光后涂層的平均表面粗糙度約為Ra=0.25 μm。
[0072]3.涂層結(jié)合強(qiáng)度:利用涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試方法，經(jīng)拉伸試驗(yàn)測(cè)得涂層的結(jié)合強(qiáng)度為 64MPa。
[0073]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種軋輥修復(fù)層，其特征在于，將特定的材料逐層熱噴涂到軋輥基體表面制備而成，從基體表面往外依次熱噴涂金屬層、金屬-陶瓷復(fù)合層和陶瓷層； 金屬層:由金屬材料熱噴涂到基體表面而成，該金屬材料為附0、附0831、附八1、附0六1、316[、附0831？6、附083110？6中的任意一種； 陶瓷層:由陶瓷材料熱噴涂到金屬-陶瓷復(fù)合層表面而成，該陶瓷材料為0^、1、0203、八1203、2『02、丁102中的任意一種； 金屬-陶瓷復(fù)合層:由金屬材料和陶瓷材料的混合物熱噴涂到金屬層表面而成，該混合物是由使用的金屬材料和陶瓷材料按照預(yù)設(shè)比例混合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋輥修復(fù)材料，其特征在于，所述混合物中金屬材料與陶瓷材料的質(zhì)量比為10~30:70~900
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋輥修復(fù)材料，其特征在于，所述金屬層的厚度為100 V111-300 VIII，金屬-陶瓷復(fù)合層的厚度為1000 V111-3000賴(lài)，陶瓷層的厚度為200 卩 111-400 卩爪。
4.一種利用1至3任一權(quán)利要求所述的軋輥修復(fù)層修復(fù)軋輥的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1):對(duì)基體進(jìn)行清洗、除油、除銹和表面粗化； 步驟2):在經(jīng)步驟1)處理的基體表面采用熱噴涂方法制備金屬層； 步驟3):在步驟2)得到的金屬層表面采用熱噴涂方法制備金屬-陶瓷復(fù)合層； 步驟4):在步驟3)得到的金屬-陶瓷復(fù)合層表面采用熱噴涂方法制備陶瓷層； 步驟5):對(duì)修復(fù)層進(jìn)行磨削加工至軋輥精度； 步驟1)與步驟2)之間、步驟2)與步驟3)之間以及步驟3)與步驟4)之間的間隔時(shí)間不超過(guò)2匕。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的修復(fù)軋輥的方法，其特征在于，所述熱噴涂方法包括超音速火焰噴涂、爆炸噴涂、等離子噴涂、火焰噴涂、電弧噴涂，步驟2)至步驟4)中熱噴涂方法相同、部分相同或完全不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的修復(fù)軋輥的方法，其特征在于，步驟2)中，熱噴涂方法為超音速火焰噴涂，噴涂參數(shù)為:助燃?xì)鈮毫?0~7081卿，輔助氣壓力'、流量300~50081卿，送粉氣壓力'、流量10~2081卿、送粉速率 40~1，噴涂距離 150~300111111。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的修復(fù)軋輥的方法，其特征在于，步驟3)中，熱噴涂方法為超音速火焰噴涂，噴涂參數(shù)為:助燃?xì)鈮毫?8~221^1'、流量50(^1000811)111，燃?xì)鈮毫?~813511'、流量60~9081卿，輔助氣壓力6~813511'、流量350~55081卿，送粉氣壓力3~%511'、流量10~2081卿、送粉速率為30~1208加1！1，噴涂距離為200~350臟。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的修復(fù)軋輥的方法，其特征在于，所述助燃?xì)鉃?2，所述燃?xì)鉃楸榛??，所述輔助氣為空氣，所述送粉氣為隊(duì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的修復(fù)軋輥的方法，其特征在于，步驟4)中，熱噴涂方法為等離子噴涂，噴涂參數(shù)為:主氣壓力'、流量30~50 81卿，輔氣壓力'、流量2~4 81卿，送粉氣壓力0.'、流量2~4 81卿、送粉速率為20~1008加111 ；噴涂過(guò)程中電流450~650八、電壓50~60 V，噴涂距離為100~120臟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的修復(fù)軋輥的方法，其特征在于，所述主氣為紅、所述輔氣為.4，所述送粉氣為八
【文檔編號(hào)】C23C4/12GK104438339SQ201410548290
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】袁建輝, 李華, 黃偉東 申請(qǐng)人:紹興斯普瑞微納科技有限公司