[发明专利]一种连铸结晶器足辊及其制作方法

说明书

本发明涉及一种连铸结晶器足辊及其制作方法，其足辊由基体和熔覆层组成，所述熔覆层采用激光熔覆方法熔覆在基体表面，其中熔覆后熔覆层的金属化学成份及质量百分比为：0.02‑0.07％C、12.5‑15％Cr、5‑6.5％Ni、1‑1.5％Mo、0.2‑0.4％V、0.15‑0.3％Nb、1.7‑2.5％Co，余量Fe。其有益效果是：该发明采用激光熔覆方法在基体表面形成熔覆层，可显著提升连铸结晶器足辊的耐热性、耐腐蚀性和耐磨性，不需要热处理等工序，生产周期短，制作成本低廉，使用周期长，故性价比高，可极大的降低使用成本。

技术领域

本发明涉及冶金连铸和表面工程技术领域，特别是涉及一种连铸结晶器足辊及其制作方法。

背景技术

连铸结晶器足辊是板坯连铸的关键部件之一。在连铸生产过程中，连铸结晶器足辊是钢坯从连铸结晶器出来后的第一组辊子。足辊与刚刚表面凝固的金属坯壳直接接触，坯壳内部还是熔熔状态的钢水，因而足辊需要承受很高的温度，同时为了保证连铸坯浇注顺利，需要喷水对钢坯表面冷却，因而足辊与钢坯分开后又会急速冷却，故，足辊承受着非常恶劣的冷热交替疲劳工况。另外，为了保证连铸顺利进行，连铸过程中还要使用含氟非常高的保护渣，保护渣随铸坯从结晶器流出，遇水后形成酸性环境，因而，足辊表面还需要承受氧化、腐蚀工况。十分恶劣的工作环境，极易造成足辊表面的腐蚀、裂纹和磨损等严重失效情况的发生。

目前，足辊设计主要采用复合制造方法，大多采用电弧堆焊、喷焊或激光熔覆粉末等方式。堆焊方式要求的焊接量大，焊接变形也大，受选用材料影响，使用寿命差别非常大；喷焊方式需要重熔，重熔后也存在着变形较大的问题，粉末价格较高，同时也受选用粉末的不同，使用寿命差别也较大；而激光熔覆后的变形较小，但粉末价格更高，受选用粉末的不同，寿命差别也较大。

发明内容

为克服现有技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种连铸结晶器足辊及其制作方法，采用激光熔覆方法在基体表面形成熔覆层，可显著提升连铸结晶器足辊的耐热性、耐腐蚀性和耐磨性，不需要热处理等工序，生产周期短，制作成本低廉，使用周期长，故性价比高，可极大的降低使用成本。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种连铸结晶器足辊，由基体和熔覆层组成，其特征在于，所述熔覆层采用激光熔覆方法熔覆在基体表面，其中熔覆后熔覆层的金属化学成份及质量百分比为：0.02-0.07％C、12.5-15％Cr、5-6.5％Ni、1-1.5％Mo、0.2-0.4％V、 0.15-0.3％Nb、1.7-2.5％Co，余量Fe。

所述激光熔覆方法采用的焊丝为药芯焊丝结构，直径为1.6-2.4mm。

所述激光熔覆方法，其熔覆采用由激光器产生的激光作为热源，激光形式为矩形光斑结构，通过侧向送丝系统，将焊丝送入光斑中，焊丝被激光产生的热量熔化形成焊接熔池，凝固后形成焊道。

所述激光熔覆方法的工艺参数为：激光器产生的光斑结构尺寸为6×3mm，激光功率2500-3000w，焊丝的送丝速度0.5-3m/min。

一种连铸结晶器足辊的制作方法，包括以下步骤：

1)基体材料的准备：选用合适的管材或棒材，按照设计要求加工至小于成品直径Φ1-3mm，预留0.5-1.5mm的工作层厚度；

2)检测：确定加工后的基体材料没有影响使用的缺陷，如裂纹、气孔、夹渣等；

3)采用专业的激光丝极熔覆焊床进行激光熔覆作业，采用侧向送丝系统将焊丝送入激光光斑，分两层熔覆，每层控制0.5-1.2mm左右的熔覆厚度，最终熔覆层尺寸大于成品直径Φ1mm作为后续加工的余量；

4)缓冷至室温后进行机械加工至设计要求的尺寸、光洁度和同轴度，即为待检的连铸结晶器足辊；