| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202411753627.4 | 申请日 | 2024-12-02 |
| 公开(公告)号 | CN119663112A | 公开(公告)日 | 2025-03-21 |
| 申请人 | 上海仅博激光技术有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 刘卫东; | 第一发明人 | 刘卫东 |
| 权利人 | 上海仅博激光技术有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 上海仅博激光技术有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：上海市 | 城市 | 当前专利权人所在城市：上海市浦东新区 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：上海市浦东新区中国(上海)自由贸易试验区临港新片区环湖西二路888号C楼 | 邮编 | 当前专利权人邮编：200120 |
| 主IPC国际分类 | C22C38/02 | 所有IPC国际分类 | C22C38/02 ; C22C38/44 ; B22F1/065 ; B22F1/05 ; C23C24/10 ; B22F10/28 ; B33Y10/00 ; B33Y70/00 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 8 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 重庆顾迪专利代理事务所 | 专利代理人 | 温馨; |
| 摘要 | 本 发明 公开了一种用于 激光熔覆 的Fe基 合金 粉末、复合导板及其制备方法，包括以下成分：70.5～75wt.％Fe、15～20wt.％Cr、2～4wt.％Ni、0.5～1wt.％Si、0.3～0.8wt.％Mo、0.1～0.2wt.％C。一种高温耐磨 铁 基复合导板制备方法，包括以下步骤：S1：对基材进行打磨后除去表面的 氧 化皮，用无 水 乙醇 清洗基材表面去除污渍，并用冷 风 干燥；S2：将基材预热至200℃；S3：在热源 激光束 的作用下，使得Fe基合金粉末熔融并 凝固 在基材表面，形成耐高温磨损的高硬度熔覆层。通过将Fe基合金粉末采用激光熔覆方式熔覆至导板表面形成熔覆层，大大提高侧导板的 耐磨性 和上线使用寿命，减少了侧导板更换 频率 ，侧导板吨 钢 消耗明显降低，提高了 轧制 效率，带钢边部 质量 和成材率得到不同程度地提高。 | ||
| 权利要求 | 1.一种用于激光熔覆的Fe基合金粉末，其特征在于：包括以下成分：70.5～75wt.％Fe、 |
||
| 说明书全文 | 一种用于激光熔覆的Fe基合金粉末、复合导板及其制备方法技术领域背景技术[0002] 我国是世界钢铁生产大国，2023年产量突破13亿吨，其中热轧带钢约占1.5亿吨。热连轧带钢产线的上的侧导板是重要装备之一，通过导板的夹持对带钢起导向作用，能够使带钢在高速轧制和卷曲过程中保持对中状态，不致上翘或跑偏，提高轧制和卷曲的稳定性，顺利进入并通过精轧机组或卷取机。 [0003] 然而侧导板受到跑偏带钢的高温滑动磨损。并且随着磨损程度的增大，在侧导板工作区(与带钢接触部位)形成凹槽，降低带钢的边部质量，降低轧制和卷曲稳定性。若带钢与导板相对运动速度过快，会对带钢边部造成较大的冲击，损坏边部，严重时会夹死堆废，甚至产生堆钢事故。某些对边部质量要求较高的带钢产品，在轧制工艺中规定侧导板的最大磨损阈值，侧导板须及时进行更换。因此，导板的高温耐磨性对热轧稳定性和精确控制具有重要意义。 发明内容[0004] 本发明的目的在于克服现有的侧导板高温耐磨性能较差的问题，提供一种用于激光熔覆的Fe基合金粉末、复合导板及其制备方法。 [0005] 一种用于激光熔覆的Fe基合金粉末，包括以下成分：70.5～75wt.％Fe、15～20wt.％Cr、2～4wt.％Ni、0.5～1wt.％Si、0.3～0.8wt.％Mo、0.1～0.2wt.％C。 [0006] 进一步的，所述Fe基合金粉末形态为球形，粒径为50～150μm，制备方法为真空气雾化。 [0007] 一种高温耐磨铁基复合导板制备方法，包括以下步骤： [0009] S2：将基材预热至200℃； [0011] 进一步的，所述激光熔覆前将Fe基合金粉末放入真空干燥箱中以120℃的干燥温度干燥2小时。 [0012] 进一步的，步骤S3中，激光熔覆过采用同轴送粉方式，以氩气作为粉末的载流气体和熔覆过程保护气。 [0013] 进一步的，步骤S3中，激光熔覆的工艺参数为：激光输出功率2～4kw，激光光斑尺寸为2～4mm，激光扫描速度1500～3000mm/min，送粉末速率为20～30g/min，搭接率40～60％，保护气体流量为20L/min，载流气体流量为3NL/min。 [0014] 进一步的，所述步骤S3中激光扫描路径为直线往复式，其扫描的运动方式由数控编程机床实现，激光扫描的搭接率50％ [0015] 一种高温耐磨铁基复合导板，由上述任意一种制备方法制得。 [0016] 本发明的有益效果是：通过将Fe基合金粉末采用激光熔覆方式熔覆至导板表面形成熔覆层，大大提高侧导板的耐磨性和上线使用寿命，减少了侧导板更换频率，侧导板吨钢消耗明显降低，提高了轧制效率，带钢边部质量和成材率得到不同程度地提高。附图说明 [0017] 图1是激光熔覆同轴送粉示意图； [0018] 图2是激光熔覆Fe基合金熔覆层金相； [0019] 图3是熔覆层硬度分布图； [0020] 图4是熔覆层的摩擦系数及磨痕横截面。 具体实施方式[0021] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0022] 实施例1 [0023] 一种高温耐磨铁基复合导板制备方法，包括以下步骤： [0024] S1：对基材进行打磨后除去表面的氧化皮，用无水乙醇清洗基材表面去除污渍，并用冷风干燥； [0025] S2：将基材预热至200℃；通过将基材预热，能够提高熔覆层的抗裂性； [0026] S3：在热源激光束的作用下，使得Fe基合金粉末熔融并凝固在基材表面，形成耐高温磨损的高硬度熔覆层。在步骤S3中，所述激光熔覆前将Fe基合金粉末放入真空干燥箱中以120℃的干燥温度干燥2小时。 [0027] 步骤S3中，激光熔覆过采用同轴送粉方式，以氩气作为粉末的载流气体和熔覆过程保护气。步骤S3中，激光熔覆的工艺参数为：激光输出功率2kw，激光光斑尺寸为2mm，激光扫描速度1500mm/min，送粉末速率为20g/min，搭接率40％，保护气体流量为20L/min，载流气体流量为3NL/min。所述步骤S3中激光扫描路径为直线往复式，其扫描的运动方式由数控编程机床实现，激光扫描的搭接率40％。 [0028] 本方案中，Fe基合金粉末包括以下成分：74.5wt.％Fe、20wt.％Cr、4wt.％Ni、0.5wt.％Si、0.8wt.％Mo、0.2wt.％C。所述Fe基合金粉末形态为球形，粒径为50～150μm，制备方法为真空气雾化。 [0029] 实施例2 [0030] 一种高温耐磨铁基复合导板制备方法，包括以下步骤： [0031] S1：对基材进行打磨后除去表面的氧化皮，用无水乙醇清洗基材表面去除污渍，并用冷风干燥； [0032] S2：将基材预热至200℃；通过将基材预热，能够提高熔覆层的抗裂性； [0033] S3：在热源激光束的作用下，使得Fe基合金粉末熔融并凝固在基材表面，形成耐高温磨损的高硬度熔覆层。在步骤S3中，所述激光熔覆前将Fe基合金粉末放入真空干燥箱中以120℃的干燥温度干燥2小时。 [0034] 步骤S3中，激光熔覆过采用同轴送粉方式，以氩气作为粉末的载流气体和熔覆过程保护气。步骤S3中，激光熔覆的工艺参数为：激光输出功率3kw，激光光斑尺寸为3mm，激光扫描速度2000mm/min，送粉末速率为25g/min，搭接率50％，保护气体流量为20L/min，载流气体流量为3NL/min。所述步骤S3中激光扫描路径为直线往复式，其扫描的运动方式由数控编程机床实现，激光扫描的搭接率40％。 [0035] 本方案中，Fe基合金粉末包括以下成分：75wt.％Fe、20wt.％Cr、3.5wt.％Ni、1wt.％Si、0.3wt.％Mo、0.2wt.％C。所述Fe基合金粉末形态为球形，粒径为50～150μm，制备方法为真空气雾化。 [0036] 实施例3 [0037] 一种高温耐磨铁基复合导板制备方法，包括以下步骤： [0038] S1：对基材进行打磨后除去表面的氧化皮，用无水乙醇清洗基材表面去除污渍，并用冷风干燥； [0039] S2：将基材预热至200℃；通过将基材预热，能够提高熔覆层的抗裂性； [0040] S3：在热源激光束的作用下，使得Fe基合金粉末熔融并凝固在基材表面，形成耐高温磨损的高硬度熔覆层。在步骤S3中，所述激光熔覆前将Fe基合金粉末放入真空干燥箱中以120℃的干燥温度干燥2小时。 [0041] 步骤S3中，激光熔覆过采用同轴送粉方式，以氩气作为粉末的载流气体和熔覆过程保护气。步骤S3中，激光熔覆的工艺参数为：激光输出功率4kw，激光光斑尺寸为4mm，激光扫描速度3000mm/min，送粉末速率为30g/min，搭接率50％，保护气体流量为20L/min，载流气体流量为3NL/min。所述步骤S3中激光扫描路径为直线往复式，其扫描的运动方式由数控编程机床实现，激光扫描的搭接率40％。 [0042] 本方案中，Fe基合金粉末包括以下成分：75wt.％Fe、20wt.％Cr、3wt.％Ni、1wt.％Si、0.8wt.％Mo、0.2wt.％C。所述Fe基合金粉末形态为球形，粒径为50～150μm，制备方法为真空气雾化。 [0043] 上述实施例1～3中，激光熔覆的送粉方式为气动同轴送粉，采用氩气作为保护气体和载流气体，粉末在Ar2流的作用下汇聚，与光斑耦合，激光熔覆示意图如图1所示。为提高熔覆层的抗裂性，熔覆前先将基材预制至200℃。 [0044] 选取实施例1所得到的复合导板，在高能量密度的激光束作用下，Fe基合金粉末和基材表面迅速熔化形成熔池。如图2激光熔覆Fe基合金熔覆层金相所示，合金中的Fe和Cr原子形成Fe‑Cr固溶体，在熔覆层的底部(图2d)和中部(图2C)形成柱状晶，顶部形成等轴晶(图2a)，由底部到顶部晶粒逐渐细化。 [0045] 截取熔覆层制备试样，测试其硬度分布，结果如图3所示，熔覆层显微硬度在950～1500HV，平均硬度为992HV，基材硬度在100～250HV，远小于熔覆层硬度，通过本方法，熔覆层的硬度相较于基材提升明显。 [0046] 对式样摩擦系数和磨痕横截面进行分析。测得数据如图4所示，其中图4(a)为摩擦曲线图，其中基材平均摩擦系数为0.65，熔覆层平均摩擦系数为0.4，熔覆层的平均摩擦系数较基材显著降低，减摩效果得到提升。同时，熔覆层相较于基材，摩擦过程中摩擦系数的波动减小，摩擦磨损稳定性明显提升。 [0047] 图4(b)的磨痕轮廓尺寸表明，熔覆层的磨痕宽度、深度较基材大幅减小，抗磨性能优异。 [0048] 实施例2和3与实施例1的熔覆层硬度分布图、金相以及摩擦测设图相同。 [0049] 因此本发明的技术方案能有效提高侧导板的耐磨损性能和使用寿命。 |
||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈