[发明专利]基于激光同轴送粉工艺修复支承辊的金属粉末及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于激光同轴送粉工艺修复支承辊的金属粉末及其制备方法，所述粉末由如下质量分数的化学成分组成：C：0.4‑0.5％，Si：0.2‑0.5％，Mn：0.2‑0.5％，P≤0.02％，S≤0.015％，Cr：4.5‑5.5％，Ni：0.15‑0.82％，Mo：0.2‑0.4％，V：0.1‑0.2％，O≤0.03％，N≤0.03％，余下为Fe及不可避免杂质。将金属粉末成功应用到冷轧辊激光同轴送粉修复，洛氏硬度为52‑58HRC,修复后支承辊的上线服役周期为45‑51天，上线服役周期长，延长了支承辊的使用寿命。

技术领域

本发明属于3D打印技术粉末制备技术领域，尤其涉及一种基于激光同轴送粉工艺修复支承辊的金属粉末及其制备方法。

背景技术

冷轧支承辊是冷轧连退生产线上的设备，现普遍用Cr5合金锻钢辊，辊面设置淬透层，一般采用激光淬火工艺，层厚达100mm；其主要作用是防止工作辊在轧制时出现偏转变形而影响轧板的平整度及质量，其服役条件复杂且恶劣，需要承受不规则磨损、弯辊力、轧制冲击等导致的附加应力，其辊面工作压力在1000t左右，局部甚至达2000t以上。国内常规冷轧产线上，冷轧支承辊的使用周期为一般15-20天，从新辊使用至报废时间约2年半左右。冷轧辊的主要失效形式有两种：一是疲劳磨损，工件尺寸达到轧机极限尺寸；二是由于应力过大，轧制过程中产生裂纹或辊面剥落与凹陷，辊面缺陷将直接导致产品表面缺陷，需要及时更换或修复失效的支承辊。

支承辊产生表面缺陷后，表面凹陷深度一般为5-15mm，国内生产企业大多采用更换全新的支承辊来保证产品表面质量，但是成本过高，因而对冷轧辊表面修复需求不断提高。现在常规的修复方法为CMT电弧增材制造方法，这种修复方法由于热影响区过大，易产生裂纹、气孔、夹渣等焊接缺陷，堆焊层易剥落，修复后，辊面修复质量以及修复材料与基体结合程度均无法得到保证，该工艺条件下支承辊不具备重新服役的条件。

因此，现在亟需一种新的修复产品，使支承辊具有良好的抗剥落能力。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种基于激光同轴送粉工艺修复支承辊的金属粉末及其制备方法，其可以是修复后的支承辊具有良好的抗剥落性能，延长服役周期。

一方面，本发明提供了一种基于激光同轴送粉工艺修复支承辊的金属粉末，所述粉末由如下质量分数的化学成分组成：C：0.4-0.5％，Si：0.2-0.5％，Mn：0.2-0.5％，P≤0.02％，S≤0.015％，Cr：4.5-5.5％，Ni：0.15-0.82％，Mo：0.2-0.4％，V：0.1-0.2％，O≤0.03％，N≤0.03％，余下为Fe及不可避免杂质。

进一步地，所述粉末的微观形貌为球形，所述粉末的粒径服从正态分布。

进一步地，所述金属粉末的粒径为50-150μm。

进一步地，所述支承辊由如下质量分数的化学成分组成：

C：0.4-0.5％，Si：0.2-0.3％，Mn：0.2-0.4％，P≤0.02％，S≤0.015％，Cr：4.5-5.5％，Ni：0.15-0.82％，Mo：0.2-0.4％，V：0.1-0.2％，余下为Fe及不可避免杂质

另一方面，本发明提供了上述的一种基于激光同轴送粉工艺修复支承辊的金属粉末的制备方法，其特征在于，所述方法包括，

将预合金棒加热至1600-1700℃熔化后，在5-7Mpa的气雾压强下雾化，获取熔滴；所述预合金棒由如下质量分数的化学成分组成：C：0.4-0.5％，Si：0.3-0.5％，Mn：0.4-0.5％，P≤0.02％，S≤0.015％，Cr：4.5-5.5％，Ni：0.15-0.82％，Mo：0.2-0.4％，V：0.1-0.2％，O≤0.03％，N≤0.03％，余下为Fe及不可避免杂质；

所述熔滴冷却后，获得金属粉末。