一种激光制造的用于热轧带钢卷取前侧导板的马氏体时效不锈钢材料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术属于国际专利分类表中的C23C24/10(2006.01)I技术领域，涉及一种用于侧导板的不锈钢材料，特别是涉及一种激光制造的用于热轧带钢卷取前侧导板的马氏体时效不锈钢材料及其制备工艺。一种激光制造的用于热轧带钢卷曲前侧导板的马氏体时效不锈钢合金粉末材料由包括Cr：2

【技术实现步骤摘要】
一种激光制造的用于热轧带钢卷取前侧导板的马氏体时效不锈钢材料及其制备工艺


[0001]本专利技术属于国际专利分类表中的C23C24/10(2006.01)I
，涉及一种用于侧导板的不锈钢材料，特别是涉及一种激光制造的用于热轧带钢卷取前侧导板的马氏体时效不锈钢材料及其制备工艺。

技术介绍

[0002]随着海洋开发、石油化工以及钢铁工业领域的迅速发展，增加了对高强高韧性高耐磨，且易加工成型焊接以及综合性能较好的高强度不锈钢的要求。而在高强度不锈钢中，一般包括沉淀硬化型不锈钢、马氏体时效不锈钢、铁素体不锈钢。其中沉淀硬化型不锈钢韧性以及冷成型加工性能较差，而铁素体失效不锈钢的强度较低，所以马氏体时效不锈钢具有高强高韧性的性能则成为重要研究的对象。
[0003]在钢铁生产线中，卷取前侧导板是热轧生产线上的重要设备，对钢卷的最后卷型有核心影响作用，可以说是影响成品合格率的最重要设备之一。在实际生产过程中，侧导板使用的服役材料一般为普通的耐磨堆焊材料，其强度和韧性均较差，在长时间服役过程中会由于带钢卷取过程中的猛烈冲击而导致堆焊材料的开裂甚至掉块——这种情况会导致严重的卷取工艺事故，其中卷形缺陷造成的废次品更是造成了不必要的成本浪费。因此，选择适当的导尺衬板材料，提高服役材料整体的高强高韧性提高卷材质量，避免出现掉块脱落，在保证带钢卷型的前提下大幅提高侧导板的使用寿命，是当前亟待解决的课题。
[0004]侧导板在实际工作过程中所接触的带钢速度可高达17m/s，并且伴随着较高的压力与带钢侧部全程接触，会在带钢侧边形成较深的磨损沟槽，甚至会直接导致带钢运行的动平衡收到破坏从而造成机械振动，影响钢材卷取质量，甚至造成卷取事故。因此导尺衬板的材料必须具备如下的性能特征：高强高韧并且具有良好的耐磨性能。
[0005]激光熔覆技术作为一种先进的制造技术，利用激光束聚集能量极高的特点将具有特定性能特性的合金粉与基体材料同时熔化从而形成一种新的复合型材料，同时由于激光熔覆后可以实现快速冷却凝固，细化晶粒组织进一步可以获得与基体冶金结合的致密熔覆层，以达到特定的强化目的。目前针对该材料的激光熔覆领域上并没有相应的材料。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术存在的堆焊层容易掉块脱落问题，本专利技术的目的在于提供一种具有高强、高韧、耐磨的用于激光制造热轧带钢卷曲前侧导板的马氏体时效不锈钢材料及其制备工艺。本专利技术采用激光熔覆的方法制造热轧带钢侧导板。所述的马氏体时效不锈钢材料是主要是通过降低材料中的碳含量，保障一定成分的铬含量，增加镍、钴、钼、锰等含量稳定并扩大奥氏体，确保形成更多的马氏体，同时依靠金属间化合物弥散析出来进行强化整体性能。该材料具有一些独特的性能：高强韧性，良好的成形性，时效时几乎不变形，并且通过适当的激光熔覆工艺可以实现致密的无缺陷的组织，说明该材料具有良好的焊接性能，
适用于广泛推广使用。且由于其基体材料的韧性较好，在适当的激光熔覆工艺下裂纹倾向性极小。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0008]一种激光制造的用于热轧带钢卷曲前侧导板的马氏体时效不锈钢合金粉末材料，所述的合金粉末的组成包括Cr：2
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15%、Ni：2
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5%、Co：2
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8%、Mn：0.3
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0.9%、Cu：0.1
‑
1.5%、Mo：1
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8%、B：0.2
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0.6%，Fe：余量。
[0009]本专利技术中所述的激光制造的用于热轧带钢卷曲前侧导板的马氏体时效不锈钢合金粉末材料是通过真空熔炼、真空气雾化、筛选等工序制备的，粒度是
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100
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+270目。
[0010]一种激光制造的用于热轧带钢卷曲前侧导板的马氏体时效不锈钢合金粉末材料的制备方法，适用于全固态固体激光器，在应用所述粉末材料的熔覆工艺参数是：功率：700
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1500W，光斑直径：1.8
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3.8mm，扫描速度：12
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55mm/s，置粉厚度：1.2
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1.8mm。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下。
[0012]本专利技术通过研究分析侧导板的磨损机制体系，研制出一种高强高韧耐磨损的激光复合马氏体时效不锈钢材料。与以往耐磨损材料不同的是，本专利技术在解决传统耐磨问题的基础上，研发出了一种新型高强高韧的马氏体时效不锈钢，它是以超低碳铁镍马氏体为基体，时效时能产生金属间化合物从而起到沉淀硬化作用，又因为超低碳的原因使其具有一定的韧性，故而更适用于侧导板的服役环境，具有高强度的同时又不会出现脱落掉块的风险。
[0013]本专利技术利用减少碳含量增加金属间化合物析出强化的方式——主要是通过超低碳含量、选择适当的元素配比，促使奥氏体区域扩展并稳定存在，不同组分元素配比形成金属间化合物并通过一定的热处理工艺时效析出弥散分布在基体中，使合金粉末获得更加优越的综合性能，从而实现了合金在具有较高的硬度、更高的强度、良好的韧性，通过激光熔覆手段实现无裂纹加工性能良好的组织，并且与侧导板基材形成致密的冶金结合层，强韧可靠，满足激光熔覆侧导板的使用要求。
[0014]适当比例的钴不仅可以减少钼在马氏体中的固溶度，更会促进钼的金属间化合物的析出，从而直接提高强化作用，从而获得了综合性能良好的合金组织。如果钴钼元素比例偏低，钼的金属间化合物析出偏多，则会使合金组织增加开裂风险，产品会在遇见猛烈撞击等恶劣工况时出现开裂、掉块等风险；如果钴钼元素比例偏高，则钼的金属间化合物析出偏少，则合金组织的强度不够。所以钴钼协同作用对激光熔覆侧导板的产品的合金组织性能具有积极作用。
[0015]通过使用激光熔覆手段，厚度1.2
‑
1.8mm即可达到以往6mm才可以达到的耐磨效果，这主要也是由于第二相粒子——金属间化合物的时效析出强化的结果，提高了单位厚度的耐磨性能，保障了卷取精度，保障了产品使用的安全稳定性。
具体实施方式
[0016]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0017]一种激光制造的用于热轧带钢卷曲前侧导板的马氏体时效不锈钢合金粉末材料，所述的合金粉末的组成包括Cr：2
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15%、Ni：2
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5%、Co：2
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8%、Mn：0.3
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0.9%、Cu：0.1
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1.5%、Mo：
1
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8%、B：0.2
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0.6%，Fe：余量。
[0018]本专利技术中所述的激光制造的用于热轧带钢卷曲前侧导板的马氏体时效不锈钢合金粉末材料是通过真空熔炼、真空气雾化、筛选等工序制备的，粒度是
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100
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+270目。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光制造的用于热轧带钢卷曲前侧导板的马氏体时效不锈钢合金粉末材料，其特征在于，合金粉末的组成包括Cr：2
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15%、Ni：2
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5%、Co：2
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8%、Mn：0.3
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0.9%、Cu：0.1
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1.5%、Mo：1
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8%、B：0.2
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0.6%，Fe：余量。2.如权利要求1所述的一种激光制造的用于热轧带钢卷曲前侧导板的马氏体时效不锈钢合金粉末材料，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冬雪，陈海涛，董思远，
申请(专利权)人：沈阳大陆激光工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：