[发明专利]WC复合导辊及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及线棒型材轧机导辊及其制备方法。

背景技术

导辊是线、棒、型材成型设备的关键零件和主要消耗件，其市场需求量很大。目前，国内外采用的导辊主要有高铬铸铁、高铬铸钢、镍铬冷硬铸铁、Cr12MoV钢、高速钢和硬质合金等。前几类导辊成本低，但使用寿命短；高速钢导辊中偏析严重，共晶碳化物易呈网状分布，脆性大，易破碎；硬质合金寿命长，但价格昂贵，性价比不高。国内外也有采用表面涂敷合金或复合材料的方法，但涂敷的复合材料通常是WC-Co复合材料、WC-Ni复合材料、TiC-Ti复合材料等价格昂贵的复合材料，且不可通过热处理明显改善熔覆层组织和性能，涂覆工艺采用单一喷涂工艺或激光熔覆工艺、或真空熔结工艺。涂覆工艺采用单一喷涂工艺只能与钢基体形成机械结合；采用激光熔覆，成本高，熔覆层浅；真空熔结熔覆工艺虽可形成冶金结合，但熔覆的是价格昂贵的低熔点Ni基合金，成本高，工艺复杂，性能提高有限。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种具备硬度高，耐磨性好，脆性较低，可热处理，可机械加工，成本低，性价比高等优良性能的WC复合导辊及其制造方法。

本发明解决技术问题所采用如下技术方案。

本发明WC复合导辊是在钢基体的表面有复合材料层，其特点是：

所述钢基体是碳含量按重量百分比为0.2～0.7％的碳素钢或合金钢；

所述复合材料层按重量百分比的材料成分为：

WC为10～50％、    C为0.2～0.8％、 Cr为0～3.0％、

Mo为0～2.0％、    Mn为0～2.0％、  RE为0.11-0.5％、

其它金属和非金属元素总量不超过5％，余量为Fe。

本发明WC复合导辊的制造方法的特点是将所述复合材料粉体以等离子喷涂的涂敷方法涂敷于钢基体表面，并采用氩弧重熔方法使其与钢基体一起重熔，在钢基体表面形成复合材料层；或直接将复合材料粉体喷洒于钢基体表面，并采用氩弧重熔方法使其与钢基体一起重熔，在钢基体表面形成复合材料层，使复合材料与所述钢基体之间形成冶金结合。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明复合材料中以WC颗粒为硬质相颗粒，以钢为复合材料熔覆层的基体材料，并加入稀土，组成RE-WC-钢复合材料涂层，WC具有强化、硬化、提高耐磨性的作用，稀土具有细化、净化熔覆层基体，改善碳化物形态与分布的作用，钢基体具有粘接硬质相颗粒，保证材料的韧性、强度、可热处理性和可加工性的作用。与已有技术中WC-Co、WC-Ni复合材料、TiC-Ti钢复合材料等表面熔敷材料相比，具有成本低廉、原材料丰富、节约贵重金属的特点。

2、本发明复合材料采用等离子喷涂的涂敷方法涂敷于钢基体表面，或直接将经预处理的复合材料粉体或WC粉体喷洒于钢基体表面，并采用氩弧重熔方法使其与钢基体一起重熔，在钢基体表面形成复合材料层，在复合材料与所述钢基体之间形成冶金结合，其工艺简单、成本低，复合材料与基体界面结合良好。

以下通过具体实施方式对本发明作进一步描述：

具体实施方式

本实施例WC复合导辊是在钢基体的表面有复合材料层，其中，钢基体是碳含量按重量百分比为0.2～0.7％的碳素钢或合金钢；

复合材料按重量百分比的成分为：

WC 10～50％、C 0.2～0.8％、Cr 0～3.0％、

Mo 0～1.0％、Mn 0～2.0％、RE 0.11-0.5％其它金属和非金属元素总量不超过5％，余量为Fe。

其中，其它金属和非金属元素包括：Ti、Ni、Nb、V、Zr、RE、Si、B、N、H、O、Al、Cu、Co、Mg、Ca、Zn、K、Sn、Pb。

本发明复合材料按重量百分比的材料成分举例如下表：