本發明公開了一種高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復合層、制備方法及應用，包括以下步驟：別稱取Ni、Cr、Fe、B、Si金屬粉末，混合均勻得到合金粉，將所述的合金粉與粘結劑混合均勻，得到高韌高溫自潤滑鎳基合金漿料；對球墨鑄鐵輥基體表面進行打磨，在基體表面涂覆所述的高韌高溫自潤滑鎳基合金漿料，再進行烘干、保溫處理；把涂覆有高韌高溫自潤滑鎳基合金漿料的基體預熱，然后將其固定在激光器的基片架上，設置激光速度1350mm/min，在氮氣保護下進行合金化處理，得到高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復合層。本發明的高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復合層，高溫使用條件下耐磨性能強，高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復合層表面不產生裂紋及氣孔缺陷，延長了球墨鑄鐵熱軋輥的使用壽命。

技術領域

本發明屬于表面改性技術領域，尤其涉及一種高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復合層、制備方法及應用。

背景技術

在軋鋼行業中，鋼鐵材料的成型依賴于熱軋輥，熱軋輥性能的好壞影響鋼鐵產品的質量和生產效率。在實際生產中，熱軋輥的損耗程度遠高于其他工件，而降低熱軋輥損耗的關鍵在于提高熱軋輥性能，延長其使用壽命。通常，熱軋輥工作溫度為700～800℃，在軋制高溫鋼材時，熱軋輥承受較高的循環應力，表面還受到軋材磨損和冷卻水的周期性作用。因此對熱壓輥的高溫耐磨性能要求較高。

目前，熱軋輥多使用球墨鑄鐵制造，球墨鑄鐵具有較高的強度和一定的韌性、塑性，同時還具有耐磨、減震、對缺口不敏感等特性，在工業中應用廣泛，可代替碳鋼和合金鋼制造受力復雜、對強度、韌性和耐磨性要求較高的零件，如高溫球墨熱軋輥、曲軸、缸套等。但球墨鑄鐵的高溫耐磨性稍差，在苛刻的高溫使用環境下，經常因表面受到磨損而導致失效。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于：球墨鑄鐵熱軋輥高溫使用條件下的耐磨性差，提供了一種高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復合層、制備方法及應用。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的，本發明的一種高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復合層的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照質量比為70：15：5：5：5分別稱取Ni、Cr、Fe、B、Si金屬粉末，其中Ni、Cr、Fe、B、Si的粒徑為80～150μm。混合均勻得到合金粉，將所述的合金粉與粘結劑按照質量比1:1混合均勻，得到高韌高溫自潤滑鎳基合金漿料；

(2)對球墨鑄鐵輥基體表面進行打磨，然后依次用丙酮、酒精超聲清洗，清洗完成后在基體表面涂覆所述的高韌高溫自潤滑鎳基合金漿料，在200℃下烘干、保溫處理，保溫時間25～28h，烘干后涂層厚度為0.5～1.0mm；

(3)把涂覆有高韌高溫自潤滑鎳基合金漿料的基體在200～250℃下預熱，然后將其固定在激光器的基片架上，設置激光功率2000～2500W，搭接率0.45～0.5，光斑直徑3.5～4.0mm，激光掃描速度1350mm/min，在氮氣保護下進行合金化處理，得到高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復合層。

作為本發明的優選方式之一，所述步驟(1)中，粘結劑為酒精。

一種由所述的高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復合層的制備方法制備得到的高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復合層。

所述復合層，包括球墨鑄鐵輥基體以及在基體上依次成型的熱影響擴散層和鎳基合金層。

作為本發明的優選方式之一，所述的鎳基合金層厚度為0.9～1.0mm。

作為本發明的優選方式之一，所述的鎳基合金層硬度為700～800HV_0.1。

作為本發明的優選方式之一，所述的鎳基合金層摩擦系數為0.20～0.40。

一種所述的高韌高溫自潤滑鎳基耐磨復合層在制備耐磨球墨鑄鐵熱軋輥上的應用。