轧辊再制造及其表面强化技术的研究进展

轧辊失效形式主要有辊身剥落掉块、大面裂纹、辊身和辊颈断裂等,通过对轧辊的修复和表面强化可以延长轧辊的使用寿命,减少轧辊的消耗并降低轧钢成本。综述了辊身修复和表面强化的几种表面处理技术的工艺、特点与用途;分析了堆焊层的作用机理和气泡产生的原因,指出了使用氮元素在堆焊中的作用;阐述了轧辊表面感应淬火获得较深的硬化层的限制性因素,指出残余应力的产生和分布还需要进一步研究;介绍了热喷涂技术裂纹产生的原因和机理,并讨论了激光重熔对减少热喷涂层裂纹和内应力的影响;总结了轧辊激光表面改性的近期研究进展,讨论了熔池流动性对熔凝层和熔覆层组织性能的影响;最后展望了现有技术的重点研究方向及3D打印技术在轧辊再制造和表面强化中的应用前景。     

2Cr13不锈钢激光熔覆涂层的性能

激光熔覆作为一种新的表面强化技术被广泛应用于再制造领域,采用激光熔覆工艺在2Cr13不锈钢基体上制备了Ni基耐磨涂层,并通过光学显微镜、场发射扫描电镜以及能谱分析、摩擦磨损研究了熔覆层的性能。结果表明,熔覆层主要以树枝状晶为主;在熔覆层中含有大量Cr元素,说明在熔覆过程中,产生了富Cr相,这些相对于提高熔覆层表面硬度非常有利。熔覆层最高硬度可达566.7 HV0.05,是基体硬度的1.9倍。因此,激光熔覆工艺可被用于提高零件表面硬度及耐磨性。     

镁合金表面有机防腐导电涂层的制备及性能研究

目的通过在AZ31镁合金表面微弧氧化陶瓷层上制备有机导电涂层,实现其既防腐又导电的功能。方法加入无机导电炭黑制备涂料体系,在前期制备的微弧氧化层表面,应用刮涂法制备不同配比的有机防腐导电涂层。采用场发射电子显微镜观察涂层的微观形貌,用电化学方法测试涂层耐蚀性,用双电侧四探针测试仪测量涂层电阻值。结果有机物中添加无机导电炭黑颗粒,对材料形貌有较大影响,随导电颗粒的添加,涂层表面质量下降,出现较多裂纹。与只有微弧氧化涂层的材料相比,其腐蚀电位提高了0.6～0.68 V。导电炭黑能有效地改善涂层的导电性,当炭黑添加量为10%时,涂层的平均电阻仅为70?。结论有机涂层由于封孔和惰性反应作用,能进一步提高微弧氧化涂层的耐蚀性,由于导电炭黑颗粒的隧道效应及导电网络作用,使得涂层导电性大幅提高。     

Ti6Al4V钛合金表面激光合金化制备Ti-Cu合金层的组织结构

采用激光合金化技术在Ti6Al4V合金基体表面制备了厚度约为120 μm均匀致密连续的Ti-Cu合金层,分析了合金层的元素分布和显微组织结构。结果表明,Ti-Cu合金层中Cu元素随着合金层深度呈梯度分布,在靠近Ti-Cu合金层表面的区域主要是柱状晶夹杂着少量的块状晶,中上部区域主要是生长取向各异且较粗的不发达枝状晶和部分胞状晶,中下部区域主要是生长取向各异的胞状晶,合金层与基材的界面处主要以细小的平面晶为主。合金化层中Cu元素和Ti元素除了形成固溶体外,还形成了Ti₂Cu、Ti₃Cu和Cu₃Al₄等金属间化合物,同时还形成了Cu₃TiO₄和Al₂TiO₅等金属陶瓷相。     

0Cr18Ni9钢表面等离子铌合金化及改性层抗晶间腐蚀性能的研究

采用双辉等离子渗金属技术在0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面形成厚22μm、均匀致密连续的渗铌合金层.用不锈钢10%草酸侵蚀试验方法对未渗铌和渗铌的0Cr18Ni9不锈钢试样的抗晶间腐蚀性能进行了对比;采用XRD对试样的相组成进行分析.结果表明,未渗铌0Cr18Ni9不锈钢呈现三类的沟状晶间腐蚀,而渗铌处理后的0Cr18Ni9不锈钢几乎没有发生晶间腐蚀;渗铌处理后的试样中形成了铌的碳化物NbC和Nb6C5,因此减少了Cr23C6的形成,提高了0Cr18Ni9的耐晶间腐蚀性能.     

0Cr18Ni9不锈钢表面等离子铌合金化层的组织结构

采用双辉等离子渗金属技术在0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面形成厚度为22μm均匀致密连续的渗铌合金层.采用图像分析仪、辉光放电光谱仪、XRD衍射仪对合金化层的显微组织、厚度、成分以及结构进行了分析和测量.结果表明,在合金化层中铌含量最高达52wt%,合金化层主要由铌的碳化物NbC、Nb6C5和金属间化合物Cr2Nb、Fe2Nb组成.     

不锈钢表面等离子铌合金化工艺及性能

采用等离子表面合金化技术在不锈钢表面制备含Nb合金层,分析了典型渗层的显微组织形貌、成分分布及相结构,考察了含Nb含金层的腐蚀性能.结果表明,优化的工艺参数为:温度1100C、工作气压80 Pa、保温时间3 h、源极电压900-700 V、阴极电压600-450 V.含Nb合金层厚度为60 μm,表层Nb含量可达50%...