一种热浸镀辊子用轴瓦和轴套的复合堆焊方法技术

本发明专利技术公开了一种热浸镀用沉没辊和稳定辊两端的轴瓦和轴套的复合堆焊方法，其基体采用不锈钢铁基材料，在其基体上堆焊有钴基合金材料工作面，采用的步骤为：将制成的轴瓦和轴套的基体预热至５００～６５０℃，保温１～３ｈ，而后以５０－１５０℃／ｈ的速度缓冷至２５０－３５０℃，在其基体上堆焊钴基合金材料，将堆焊好的轴瓦和轴套加热到５００～６５０℃，保温１～３ｈ，而后以１０－５０℃／ｈ的速度缓冷到室温，最后对复合堆焊的轴瓦和轴套进行粗加工和精加工；本发明专利技术的沉没辊和稳定辊用轴瓦轴套在热镀铝、铝锌、锌、锌铝、纯铝液等条件下工作，具有足够的基体与工作面结合强度，以及良好的耐腐蚀、耐磨损性能，提高了沉没辊或稳定辊用轴瓦轴套的使用寿命和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金材料堆焊
，尤其涉及一种用于热镀铝锌锅、铝 锌锅、热镀锌锅、热镀锌铝锅、热镀纯铝锅内的沉没辊或稳定辊用轴瓦和轴 套，在其表面复合堆焊钴基合金材料的方法。
技术介绍
热浸镀铝锌生产设备包括有热镀铝锌锅、沉没辊和稳定辊，以及安装在 其两端的轴瓦和轴套，或其它支撑部件。在工作状态下，沉没辊和稳定辊以 及安装在其两端的轴瓦和轴套完全浸没于装有锌铝合金熔液的热镀铝锌锅中，并在600 士1(TC热镀铝锌液、430 士1(TC热镀锌液、470 ± 10。C热镀锌铝、 67 0 ± 10 °C热镀纯铝液的温度范围下工作。由于沉没辊和稳定辊以及安装在其两端的轴瓦和轴套一直浸没于高温 的锌铝合金熔液中，因此，其工作寿命一般都较短，特别是对于沉没辊和稳 定辊的轴瓦轴套。工作时，沉没辊、稳定辊的辊轴与轴套之间产生转动磨擦。 由于熔融金属液的腐蚀，沉没辊、稳定辊的端头结构很容易被腐蚀和磨损。 在这种双重作用，致其使用寿命非常低，并常常导致沉没辊或稳定辊的辊子 不转，严重影响产品表面质量和机组作业效率，最终影响产品的连续化生产。目前沉没辊或稳定辊用轴瓦和轴套所用的材质大都采用00Crl7Nil4Mo2 (相当于SUS316L材质)、1Crl3等不锈钢材质。这些材质具有一定的耐腐 蚀性能，但其耐磨损性能较低。为了提高其耐磨损性能，通常在制造时或在 修复时在其辊体表面上采用热涂镀耐磨损材料的方法。热涂镀由于生产效率 高，目前在冶金和镀层钢板行业得到了较为广泛的应用。但目前沉没辊和稳 定辊所用的轴瓦轴套大都采用铁基材质，陶瓷材质，表面喷涂材质，铁基材 质不耐磨损，使用寿命较短，磨损面粗糙，容易形成深沟槽；陶瓷材质在使用过程中易于产生因冲击而造成开裂，使用寿命不稳定，而表面喷涂材质的 喷涂层厚度有限。因此，在使用过程中，容易造成沉没辊或稳定辊用轴瓦和 轴套表面磨损严重，甚至涂层剥离和脱落，导致沉没辊或稳定辊运转不正常， 影响生产的正常进行。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中存在的技术问题，提供一种用钴基 合金材料在沉没辊和稳定辊用轴瓦和轴套的表面复合堆焊的方法。用该方法 制备的轴瓦和轴套，由于使用了钴基合金堆焊材料，在热镀铝锌液、热镀锌 液、热镀锌铝、热镀纯铝液等热镀铝锌工作条件下，其堆焊表面具有足够的 耐磨强度和良好的耐热疲劳性能。同时，轴瓦和轴套表面的材质和堆焊的材质具有足够的结合强度；与现有00Crl7Nil4Mo2、 1Crl3等不锈钢材质以及 在轴瓦和轴套表面上喷涂耐磨损层的现有技术产品相比，轴瓦和轴套耐磨损 及耐腐蚀强度提高，加之堆焊的材质与基体的结合强度高，因此，表面磨损 率下降，并且不会脱落，使轴瓦和轴套的工作寿命和工作可靠程度有很大提高。本专利技术所采用的技术方案如下在热浸镀沉没辊或稳定辊用轴瓦和轴套 的基体上复合堆焊钴基合金材料，其基体采用不lf钢铁基材料，在其基体的 内外表面上堆焊钴基合金材料，并采用下述步骤进行堆焊A将加工好的轴瓦和轴套基体预热至500 ~ 650°C ，保温1 ~ 3h,其后以 50-150°C/h的速度緩冷至200-3G0°C;B采用钴基合金堆焊材料在轴瓦和轴套基体的内外表面上进行一层或 多层堆焊，每层堆焊的厚度为l-5醒；在每层堆焊后清除表面的焊渣，重复 步骤l)的热处理过程，再进行下一层堆焊；堆焊时相邻焊道4荅接部分为焊 道宽度的30%-80%，焊道间及焊层间在堆焊前的温度范围为10°C-50°C;C堆焊结束后将轴瓦和轴套的基体加热至500 ~ 650°C，保温l 3h，而 后以10-50°C/h的速度i爰冷到室温；D对复合堆焊的轴瓦和轴套的基体进行粗加工和精加工。本专利技术所采用的钴基合金堆焊材料以重量百分比计为Cr 10%-40%、 Ni 0.1% ~ 15%、 W 0.1% ~ 15%、 Mo 0.1% ~ 10%、 V 0.01% ~ 5.0%、 Ti 0.01% ~ 5.0%、 C 0.01% ~ 1.5%、 Fe 0.01% ~ 20%、 Al 0.01% ~ 5.0%、 Mn 0.1% ~ 3.0%、 Nb 0.01% ~ 5.0%、 Si 0.1% ~ 3.0%,其余为Co以及不可避免的杂质。本专利技术的轴瓦和轴套的不锈钢铁基材料可以是铁素体或奥氏体或奥氏 体-铁素体双相组织的耐热不锈钢铁基材料。本专利技术的有益效果是，该轴瓦和轴套的底层基体为不锈钢等铁基材料， 其内外层均为堆焊钴基合金。本专利技术所确定的钴基合金成分范围，能够使轴 瓦轴套在液态金属的腐蚀和磨损条件下，具有较高的耐磨损和耐腐蚀性能， 较好的延伸率、热膨胀系数较低、耐热疲劳性能好，使用寿命长，磨损表面 平滑等优异性能。其使用寿命是现有涂层轴瓦轴套的2 - 3倍。附图说明图1为本专利技术的圓柱形轴瓦轴套结构示意图，在其基体l的内外表面上 堆焊有钴基合金工作面2;图2为本专利技术的复合堆焊的轴瓦轴套结构示意图，对于轴瓦而言层2 为堆焊钴基合金工作层，层l为基体；对于轴套而言层l为堆焊钴基合金 工作层，层2为基体；图3为本专利技术带有法兰的圆柱形轴套结构示意图，l为轴套的基体，2 为堆焊钴基合金工作层；图4为本专利技术带有端盖的圓柱形轴瓦轴套结构示意图，1为轴套的基体， 2为堆焊钴基合金工作层；图5为本专利技术的轴瓦沿轴向剖开成半圓形的结构示意图，(a)向示图为 剖开成两半圆形的轴瓦，(b)向示图为不剖开的轴瓦；图6为本专利技术在使用后的效果图示；图7为现有技术在使用后的效果图示。具体实施例方式以下结合本专利技术的构成机理、附图以及实施例对本专利技术进行详细的描 述，以说明本专利技术与已有技术相比具有显著的良好效果。参照图l和图2，本专利技术采用复合堆焊的方法在热浸镀沉没辊或稳定辊 用轴瓦轴套的基体1上堆焊钴基合金材料2,轴瓦轴套的基体1采用铁素体 或奥氏体或奥氏体-4^素体双相组织的耐热不^f钢铁基材料，作为一直工作 于高温锌铝合金熔液中轴瓦轴套的基体。在基体1上堆焊的钴基合金材料2, 除了材料本身的耐热和耐腐蚀性能外，还必须具有较高的耐磨损性能，以满 足轴瓦轴套的工作要求，同时也要保证基体与堆焊的钴基合金材料有足够的 结合强度，不脱落不剥离。本专利技术所采用的钴基合金堆焊材料的成分以重量百分比计如下Cr 10%画40%、 Ni 0.1% ~ 15%、 W 0.1% ~ 15%、 Mo 0.1% ~ 10%、 V 0.01% ~ 5.0%、 Ti 0.01% ~ 5.0%、 C 0.01% ~ 1.5%、 Fe 0.01o/o ~ 20o/o、 Al 0.01% ~ 5.0%、 Mn 0.1% ~ 3.0%、 Nb 0.01% ~ 5.0%、 Si0.1%~3.0%,其余为Co以及不可避免的杂质。其中Cr是钴基合金的重要合金元素，铬与钴能形成一系列不同组织结 构的相和金属间化合物，同时铬与碳容易形成Cr7C3、 &23(^6碳化物强化相和 固溶强化基体，能显著提高钴基合金的室温和高温力学性能。铬含量过低将 降低钴基合金的抗高温腐蚀性能，铬含量过高将降低钴基合金的高温持久强 度。而本专利技术10%-40%的0含量是经过实验得出的能保证材料的抗氧化性和 耐腐蚀性的优选比例范围。Ni在Co基体中能很好地固溶，在钴基合金中可形成Co3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热浸镀辊子用轴瓦和轴套的复合堆焊方法，其特征在于：轴瓦和轴套的基体采用不锈钢铁基材料，在其基体上堆焊钴基合金材料工作面，堆焊步骤如下：　Ａ将加工好的轴瓦和轴套基体预热至５００～６５０℃，保温１～３ｈ，其后以５０－１５０℃／ｈ的速度 缓冷至２００－３００℃；　Ｂ采用钴基合金堆焊材料在轴瓦和轴套基体的内外表面上进行一层或多层堆焊，每层堆焊的厚度为１－５ｍｍ；在每层堆焊后清除表面的焊渣，重复步骤１）的热处理过程，再进行下一层堆焊；　堆焊时相邻焊道搭接部分为焊道宽 度的３０％－８０％，焊道间及焊层间在堆焊前的温度范围为１０℃－５０℃；　Ｃ堆焊结束后将轴瓦和轴套的基体加热至５００～６５０℃，保温１～３ｈ，而后以１０－５０℃／ｈ的速度缓冷到室温；　Ｄ对复合堆焊的轴瓦和轴套进行粗加工和精加工。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺同正，
申请(专利权)人：攀枝花新钢钒股份有限公司，攀钢集团研究院有限公司，攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]