[发明专利]一种高速激光熔覆用铁基合金粉末及其熔覆方法

说明书

本发明提供的高速激光熔覆用铁基合金粉末及其熔覆方法，涉及材料科学与表面工程技术领域；铁基合金粉末的成分为：Fe：80～85wt％，Cr：8～12wt％，Ni：1～3wt％，Mn：2～3wt％，V：1～2wt％，余量为不可避免的微量杂质；并提供了铁基合金粉末在层流辊上的熔覆方法，主要在与对预处理后的层流辊基体进行预热，并在熔覆过程中对层流辊基体进行保温；采用本发明提供的铁基合金粉末在层流辊上的熔覆方式获得的激光熔覆层涂层结合力强、致密性好，层流辊受热变形量小，而且具有良好的可切削加工性能，大幅度的提升了层流辊的耐磨耐腐蚀性能和熔覆效率，适用于层流辊的新制和修复，有显著的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及材料科学与表面工程技术领域，具体涉及一种高速激光熔覆用 铁基合金粉末及其熔覆方法。

背景技术

激光熔覆也叫做激光再制造技术、激光修复技术。激光熔覆技术是一种利 用高能激光和金属粉末材料对各类零件进行合金强化处理的新兴技术，处理后 能显著提高其表面硬度和耐磨性，延长零件使用寿命，提高作业率，达到增产 降耗的目的。激光熔覆工作原理是以不同的填料方式在被涂覆的基体表面上放 置选择的涂层材料，经过激光照射使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释率极低并与基体材料形成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基 体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热和抗氧化等的工艺方法。

激光熔覆技术解决了传统电焊、氩弧焊等热加工过程中不可避免的热变形、 热疲劳损伤等一系列技术难题，同时也解决了传统电镀、喷涂等冷加工过程中 覆层与基体结合强度差的矛盾，这就为表面修复及强化技术的发展提供了一个 很好的途径。

热轧层流辊是热轧板带生产线上的关键设备，其使用量较大，使用环境恶 劣(热轧板带通过该设备时入口侧板带温度在1000℃以上，通过该设备过程中 进行喷淋冷却，到出口侧板带温度降低到600～800℃)，需要辊面具备耐热性、 耐磨性、耐腐蚀性。而现有技术均采用热喷涂的方式制备辊子表面涂层以满足 其工况需求，但是热喷涂制备工艺复杂、粉末消耗高、设备能耗高，导致该辊 子制作成本居高不下，且生产周期较长。

发明内容

本发明目的在于提供一种高速激光熔覆用铁基合金粉末及其熔覆方法，该 铁基合金粉末在热轧层流辊基体表面熔覆时能获得冶金结合带，熔覆层与基体 界面冶金结合良好，提高了热轧层流辊的耐磨性和耐蚀性；本方法可精确控制 熔覆层的厚度，加工耗时较短，效率高，降低了加工成本。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种高速激光熔覆用铁基合 金粉末，其成分及含量为：Fe：80～85wt％，Cr：8～12wt％，Ni：1～3wt％，Mn： 2～3wt％，V：1～2wt％，余量为不可避免的微量杂质。

进一步的，所述高速激光熔覆用铁基合金粉末的粒径为20～53μm。

进一步的，所述高速激光熔覆用铁基合金粉末在热轧层流辊上熔覆。

进一步的，所述高速激光熔覆用铁基合金粉末在热轧层流辊上的熔覆方法， 包括如下步骤：

1)对热轧层流辊基体表面进行预处理；

2)将预处理后的热轧层流辊安装到专用工装上，预处理后的表面朝向高速 激光熔覆设备，所述高速激光熔覆设备内装有待熔覆的铁基合金粉末；

3)对预处理后的热轧层流辊进行预热处理，预热温度为T₁， 100℃≤T₁≤150℃；

4)高速激光熔覆设备在热轧层流辊基体预处理后的表面上进行高速激光熔 覆，高速激光熔覆过程中热轧层流辊基体保温，保温温度为T₂，100℃≤T₂≤150℃；

5)熔覆完成后，对热轧层流辊基体保温缓冷至室温，完成激光熔覆层。