用于軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)的鈷基復(fù)合粉末及其修復(fù)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)的鈷基復(fù)合粉末及其修復(fù)方法，復(fù)合粉末由以下成分按重量百分比組成：碳化鉻5~40%，鈷基粉末余量；其中，所述鈷基粉末由以下元素按重量百分比組成，C0.6~1%，Cr20~30%，Si0.1~0.6%，Mn0.1~0.5%，W5~10%，F(xiàn)e0.5~3%，Ni5~12%，Co余量；制備過(guò)程為：對(duì)軋鋼機(jī)機(jī)架的修復(fù)表面進(jìn)行機(jī)械加工；對(duì)修復(fù)表面進(jìn)行無(wú)損探傷；將光纖耦合輸出的高功率半導(dǎo)體激光器光束照射到修復(fù)面上，通過(guò)機(jī)器人編程進(jìn)行往復(fù)式激光熔覆加工，將復(fù)合粉末熔燒到軋機(jī)機(jī)架基體上，獲得熔覆層；將熔覆層表面進(jìn)行機(jī)械加工，達(dá)到尺寸精度和表面光潔度的要求；具有修復(fù)周期短、粉末利用率高、能源消耗低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】用于軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)的鈷基復(fù)合粉末及其修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料修復(fù)，特別提供了一種用于軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)的鈷基復(fù)合粉末及其修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)架俗稱牌坊，是軋鋼機(jī)工作機(jī)座的骨架，它承受著經(jīng)軸承座傳來(lái)的全部軋制力，并受到較大的沖擊。而且軋鋼機(jī)在工作過(guò)程中，軋制冷卻水遇到紅灼的鋼坯迅速霧化，夾帶著從鋼坯表面脫落的氧化鐵粉末向四周噴射，使軋機(jī)機(jī)架牌坊內(nèi)側(cè)窗口面、機(jī)架牌坊底面等均出現(xiàn)不同程度的腐蝕磨損，時(shí)常出現(xiàn)軋機(jī)機(jī)架與軋輥軸承座間隙超過(guò)管理極限值現(xiàn)象。軋鋼機(jī)牌坊工作環(huán)境惡劣，而且間隙增大惡化了軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的工作條件，使主傳動(dòng)振動(dòng)沖擊大，鋼錠咬入時(shí)容易發(fā)生打滑，影響到板形的控制，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成很大影響。
[0003]目前軋機(jī)機(jī)架修復(fù)主要采用在線機(jī)械加工+增加襯板、涂敷金屬修補(bǔ)液和電弧堆焊等方法，但這些方法往往存在著牌坊強(qiáng)度和剛度下降(增加襯板法)；涂層與基體非冶金結(jié)合，結(jié)合力差(金屬修補(bǔ)液法);或殘余應(yīng)力過(guò)大，牌坊結(jié)構(gòu)失穩(wěn)變形(電弧堆焊法)等問題，因此，具有(I)熱輸入量小，(2)可選擇適當(dāng)?shù)姆栏湍ネ繉硬牧?，?3)與基體為冶金結(jié)合，且(4)可進(jìn)行在線修復(fù)的激光再制造修復(fù)技術(shù)獲得了人們關(guān)注和實(shí)際應(yīng)用。
[0004]然而，現(xiàn)有的激光修復(fù)，均采用全固態(tài)激光，存在著激光功率和光電轉(zhuǎn)換效率低等不足，造成單層熔覆厚度薄、激光修復(fù)周期長(zhǎng)、粉末利用率低、能源消耗大等問題，同時(shí)修復(fù)中所用的粉末與修復(fù)機(jī)體的結(jié)合度較差，而且在現(xiàn)場(chǎng)多是對(duì)軋機(jī)牌坊的立面進(jìn)行熔覆加工，粉末利用率較低。
[0005]因此，如何對(duì)現(xiàn)有的修復(fù)粉末和修復(fù)方法進(jìn)行改進(jìn)，成為人們亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)的鈷基復(fù)合粉末及其修復(fù)方法，以至少解決以往機(jī)架修復(fù)中存在的粉末與修復(fù)機(jī)架結(jié)合能力差、修復(fù)周期長(zhǎng)、粉末利用率低、能源消耗大等問題。
[0007]本發(fā)明一方面提供了一種用于軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)的鈷基復(fù)合粉末，其特征在于，所述粉末由以下成分按重量百分比組成:
碳化鉻5~40%，鈷基粉末余量；
其中，所述鈷基粉末由以下元素按重量百分比組成，C 0.6^1%, Cr 20^30%, Si 0.1-0.6%，Mn 0.1-0.5%, W 5~10%，F(xiàn)e 0.5~3%，Ni 5~12%，Co 余量。
[0008]優(yōu)選，所述粉末由以下成分按重量百分比組成:碳化鉻增強(qiáng)相材料15~30%，鈷基粉末余量。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選，所述粉末由以下成分按重量百分比組成:碳化鉻25%，鈷基粉末75%。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選，所述碳化鉻的顆粒直徑為50納米~50微米。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選，所述鈷基粉末由以下元素按重量百分比組成，C 0.8%，Cr 25%，Si0.3 %，Mn 0.3%, W 8%, Fe 1.1%，Ni 10%, Co 余量。
[0012]本發(fā)明另一方面提供了一種軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)方法，其特征在于，具體修復(fù)步驟如下:
—對(duì)軋鋼機(jī)機(jī)架的修復(fù)表面進(jìn)行機(jī)械加工，祛除表面油污，露出新鮮金屬基體；
—對(duì)修復(fù)表面進(jìn)行無(wú)損探傷，確保零缺陷；
——在可升降的工作平臺(tái)上，通過(guò)機(jī)器人夾持可同步送粉的激光熔覆頭，將光纖耦合輸出的高功率半導(dǎo)體激光器光束照射到修復(fù)面上，通過(guò)機(jī)器人編程進(jìn)行往復(fù)式激光熔覆加工，將權(quán)利要求1中的復(fù)合粉末熔燒到軋機(jī)機(jī)架基體上，獲得具有0.2~Imm磨削余量的熔覆層；
—將熔覆層表面進(jìn)行機(jī)械加工，達(dá)到尺寸精度和表面光潔度的要求。
[0013]優(yōu)選，所述高功率半導(dǎo)體激光器的輸出功率為大于等于2000W。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選，所述高功率半導(dǎo)體激光器的輸出光斑為圓光斑或矩形光斑。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選，所述高功率半導(dǎo)體激光器的掃描速度為lmm/s~20mm/s。
[0016]本發(fā)明提供的用于軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)的鈷基復(fù)合粉末，其中，鈷基基體材料具有耐高溫腐蝕和耐磨損作用，而高硬碳化鉻粉體的加入，利用其彌散強(qiáng)化的作用，可大大提高熔覆層的耐磨性能，提高 的機(jī)架的修復(fù)效果。
[0017]本發(fā)明提供的軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)方法，通過(guò)光纖耦合輸出的高功率半導(dǎo)體激光器，利用機(jī)器人的在線柔性制造功能，通過(guò)結(jié)合同步送粉和適當(dāng)?shù)募す馊鄹卜勰瑢?duì)軋機(jī)機(jī)架進(jìn)行快速修復(fù)，具有修復(fù)周期短、粉末利用率高、能源消耗低等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0019]為了較好解決現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)架修復(fù)中存在的粉末與修復(fù)機(jī)架結(jié)合能力差等問題，本發(fā)明提供了一種用于軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)的鈷基復(fù)合粉末，按照重量百分比計(jì)，該鈷基復(fù)合粉末由碳化鉻5~40%，鈷基粉末余量組成，其中，所述鈷基粉末由以下元素按重量百分比組成，C 0.6~1%，Cr 20~30%，Si 0.1-θ.6 %，Mn 0.1-θ.5%, W 5~10%，F(xiàn)e 0.5~3%，Ni 5~12%，Co余量。
[0020]進(jìn)一步優(yōu)選，所述粉末由以下成分按重量百分比組成:碳化鉻15~30%，鈷基粉末余量；最佳優(yōu)選，所述粉末由以下成分按重量百分比組成:碳化鉻25%，鈷基粉末75%。
[0021]其中，優(yōu)選碳化鉻的顆粒直徑為50納米~50微米；鈷基粉末由以下元素按重量百分比組成，C 0.8%, Cr 25%, Si 0.3 %，Mn 0.3%, W 8%, Fe 1.1%，Ni 10%, Co 余量。
[0022]本發(fā)明提供的用于軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)的鈷基復(fù)合粉末能夠很好的與修復(fù)機(jī)架相結(jié)合，其中，碳化鉻為陶瓷增強(qiáng)材料，所起的作用為彌散耐磨，鈷基粉末所起的作用為耐高溫腐蝕與磨損，通過(guò)將碳化鉻與鈷基粉末按照一定的比例混合，利用碳化鉻的彌散強(qiáng)化作用，能夠增強(qiáng)鈷基復(fù)合粉末與機(jī)架的結(jié)合力，提高修復(fù)效果。
[0023]本發(fā)明中用于軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)的鈷基復(fù)合粉末具體制備方法為現(xiàn)有技術(shù)中的球磨混合。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)方法，具體修復(fù)步驟如下:首先，對(duì)軋鋼機(jī)機(jī)架的修復(fù)表面進(jìn)行機(jī)械加工，祛除表面油污，露出新鮮金屬基體；然后對(duì)修復(fù)表面進(jìn)行無(wú)損探傷，確保零缺陷；再在可升降的工作平臺(tái)上，通過(guò)機(jī)器人夾持可同步送粉的激光熔覆頭，將光纖耦合輸出的高功率半導(dǎo)體激光器光束照射到修復(fù)面上，通過(guò)機(jī)器人編程進(jìn)行往復(fù)式激光熔覆加工，將權(quán)利要求1中的復(fù)合粉末熔燒到軋機(jī)機(jī)架基體上，獲得具有0.2~lmm磨削余量的熔覆層；最后將熔覆層表面進(jìn)行機(jī)械加工，達(dá)到尺寸精度和表面光潔度的要求，修復(fù)工作完成。該方法通過(guò)同步送粉與光纖耦合輸出的高功率半導(dǎo)體激光器相結(jié)合，然后配合機(jī)器人的往復(fù)式激光熔覆，對(duì)軋機(jī)機(jī)架進(jìn)行快速修復(fù)，具有修復(fù)周期短、粉末利用率高、能源消耗低等優(yōu)點(diǎn)。
[0025]優(yōu)選，所述高功率半導(dǎo)體激光器的輸出功率為大于等于2000W;光斑可選用圓光斑或矩形光斑；掃描速度優(yōu)選為lmm/s-20mm/s。
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的有益效果。
[0027]實(shí)施例1
采用按重量百分比計(jì)，碳化鉻25%，鈷基粉末75%球磨混合制備，其中，碳化鉻的顆粒直徑為lOOnm，鈷基粉末為按重量百分比計(jì)，C 0.8%, Cr 25%, Si 0.3 %，Mn 0.3%, W 8%, Fe
1.1%，Ni 10%, Co 余量。
[0028]實(shí)施例2~6，對(duì)比例I
所采用的原料重量百分比具體見表1，制備方法也是采用球磨混合。
[0029]表1
【權(quán)利要求】
1.一種用于軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)的鈷基復(fù)合粉末，其特征在于，所述粉末由以下成分按重量百分比組成: 碳化鉻5~40%，鈷基粉末余量； 其中，所述鈷基粉末由以下元素按重量百分比組成，C 0.6^1%, Cr 20^30%, Si 0.1`θ.6%，Mn 0.1~θ.5%, W 5~10%，F(xiàn)e 0.5~3%，Ni 5~12%，Co 余量。
2.按照權(quán)利要求1所述用于軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)的鈷基復(fù)合粉末，其特征在于，所述粉末由以下成分按重量百分比組成:碳化鉻15~30%，鈷基粉末余量。
3.按照權(quán)利要求1所述用于軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)的鈷基復(fù)合粉末，其特征在于，所述粉末由以下成分按重量百分比組成:碳化鉻25%，鈷基粉末75%。
4.按照權(quán)利要求1~3任意所述用于軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)的鈷基復(fù)合粉末，其特征在于:所述碳化鉻的顆粒直徑為50納米~50微米。
5.按照權(quán)利要求1~3任意所述用于軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)的鈷基復(fù)合粉末，其特征在于:所述鈷基粉末由以下元素按重量百分比組成，C 0.8%，Cr 25%，Si 0.3 %，Mn 0.3%，W 8%，F(xiàn)e1.1%，Ni 10%, Co 余量。
6.一種軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)方法，其特征在于，具體修復(fù)步驟如下: —對(duì)軋鋼機(jī)機(jī)架的修復(fù)表面進(jìn)行機(jī)械加工，祛除表面油污，露出新鮮金屬基體； —對(duì)修復(fù)表面進(jìn)行無(wú)損探傷，確保零缺陷； ——在可升降的工作平臺(tái)上，通過(guò)機(jī)器人夾持可同步送粉的激光熔覆頭，將光纖耦合輸出的高功率半導(dǎo)體激光器光 束照射到修復(fù)面上，通過(guò)機(jī)器人編程進(jìn)行往復(fù)式激光熔覆加工，將權(quán)利要求1中的復(fù)合粉 末熔燒到軋機(jī)機(jī)架基體上，獲得具有0.2~Imm磨削余量的熔覆層； —將熔覆層表面進(jìn)行機(jī)械加工，達(dá)到尺寸精度和表面光潔度的要求。
7.按照權(quán)利要求6所述軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)方法，其特征在于:所述高功率半導(dǎo)體激光器的輸出功率為大于等于2000W。
8.按照權(quán)利要求6所述軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)方法，其特征在于:所述高功率半導(dǎo)體激光器的輸出光斑為圓光斑或矩形光斑。
9.按照權(quán)利要求6所述軋鋼機(jī)機(jī)架修復(fù)方法，其特征在于:所述高功率半導(dǎo)體激光器的掃描速度為lmm/s~20mm/s。
【文檔編號(hào)】C22C19/07GK103817320SQ201410099842
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】馬海鵬 申請(qǐng)人:馬海鵬