本發明涉及電火花加工工藝技術領域，具體是一種用于金屬軋輥表面強化涂層的電火花沉積方法。
背景技術：
在冶金鋼鐵行業，隨著我國己成為世界上最大的制造業國家，而軋鋼又是鋼鐵生產中的一個重要領域，軋輥是鋼鐵廠軋制鋼板(鋼帶)或鋼筋的重要工具，也是軋制生產中的主要消耗備件之一。軋輥的工作條件一般十分惡劣，它要承受十分復雜的交變載荷與沖擊，以及急冷急熱的工作條件，除要求它具有足夠的強韌性外，還要求它具有較高的耐磨性、耐熱性以及抗沖擊性能。因此，提高軋輥表面的硬度，可以減少軋輥使用的磨損量，采用軋輥表面修復與強化技術來提高軋輥表面硬度，已成為延長軋輥壽命的一個主要發展方向和途徑，這方面的研究應用已經取得了一些進展。
金屬軋輥一般由球墨鑄鐵、高鉻鎳鑄鐵、優質碳素結構鋼、合金結構鋼經鑄造或鍛造而成，加工成型后直接安裝使用或再經表面硬化處理后安裝使用，用于軋輥表面強化的方法主要有激光表面淬火、表面中頻淬火、電阻爐整體加熱淬火、差溫淬火、表面堆焊耐磨材料、表面熱噴涂(包括火焰噴涂、等離子噴涂、電弧噴涂和超音速噴涂)耐磨耐熱材料、激光熔覆合金層等。激光表面淬火硬化層且設備投資大、維護費用高；表面中頻淬火、電阻爐整體加熱淬火、差溫淬火方法適用于碳素結構鋼及合金結構鋼，但淬火硬化層耐熱性差，不能用于熱軋；表面堆焊耐磨材料成本高，而且也存在表面加工困難的問題；表面熱噴涂前處理一般采用噴砂，有環境污染，涂層加工困難，涂層與基體結合差，涂層易疲勞剝落；激光熔覆合金層所需要的大型激光器造價昂貴，激光熔覆束搭接處缺陷多，熔覆層后加工也較困難。因此，如何對金屬軋輥表面進行處理，增強其耐磨性，防止脫落，延長使用壽命，是巫待解決的技術問題。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種用于金屬軋輥表面強化涂層的電火花沉積方法，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種用于金屬軋輥表面強化涂層的電火花沉積方法，步驟如下：
1）對金屬軋輥表面依次采用220#、500#、1000#、1500#砂紙進行打磨；
2）使用酒精清洗打磨完畢后的金屬軋輥的表面，并將清洗后的金屬軋輥吹干；
3）配置熔覆合金粉末，該熔覆合金粉末由以下按照重量份的原料組成：Fe 65-70份、Ni 23-26份、Cr 18-22份、W 6-9份、Co 5-8份、Mo 1-3份、B 3.5-4.5份、Si 2.4-3.2份、C 0.6-1.0份；
4）開啟等離子涂覆設備，將等離子炬移動至金屬軋輥上方，打開等離子炬保護氣體氬氣和電源起弧，對金屬軋輥表面進行等離子束熔覆，在直流等離子束流的高溫下，將熔覆金屬粉末同步送入等離子炬的等離子束流中，使金屬軋輥表面形成呈冶金結合狀態的等離子熔覆涂層；
5）對金屬軋輥表面的等離子熔覆涂層進行磨削及拋光處理；
6）制備電極材料合金錠，該電極材料合金錠由以下按照重量份的原料組成：W 32-35份、Ti 16-19份、Ni 6-9份、Nb 10-14份、Zr 2-4份；
7）對電極材料合金錠進行退火處理；
8）在退火處理后的電極材料合金錠上切割得到直徑為6-8mm的圓柱形電極；
9）對電極表面依次采用220#、500#、1000#、1500#砂紙進行打磨；
10）使用酒精清洗打磨完畢后的電極的表面，并將清洗后的電極吹干；
11）將電極安裝在DZS-4000型電火花沉積設備上，在氬氣的保護氛圍下，對金屬軋輥進行沉積處理，首先在輸出功率為3200W下，比沉積時間為4min/cm2，然后在輸出功率為1500W下，比沉積時間為2min/cm2；
12）將沉積后的金屬軋輥投入電熱爐中，在820-850℃下保溫8-10h，隨爐冷卻，即可。
作為本發明進一步的方案：所述熔覆合金粉末由以下按照重量份的原料組成：Fe 68份、Ni 24份、Cr 20份、W 8份、Co 6份、Mo 2份、B 4份、Si 2.8份、C 0.8份。
作為本發明再進一步的方案：所述電極材料合金錠由以下按照重量份的原料組成：W 34份、Ti 17份、Ni 8份、Nb 12份、Zr 3份。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
本發明在金屬軋輥表面形成了不會脫落的冶金結合狀態的強化涂層，大大提高了金屬軋輥的表面硬度及耐磨性能，延長了金屬軋輥的使用壽命，具有廣闊的市場前景。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發明的技術方案作進一步詳細地說明。
實施例1
一種用于金屬軋輥表面強化涂層的電火花沉積方法，步驟如下：
1）對金屬軋輥表面依次采用220#、500#、1000#、1500#砂紙進行打磨；
2）使用酒精清洗打磨完畢后的金屬軋輥的表面，并將清洗后的金屬軋輥吹干；
3）配置熔覆合金粉末，該熔覆合金粉末由以下按照重量份的原料組成：Fe 65份、Ni 23份、Cr 18份、W 6份、Co 5份、Mo 1份、B 3.5份、Si 2.4份、C 0.6份；
4）開啟等離子涂覆設備，將等離子炬移動至金屬軋輥上方，打開等離子炬保護氣體氬氣和電源起弧，對金屬軋輥表面進行等離子束熔覆，在直流等離子束流的高溫下，將熔覆金屬粉末同步送入等離子炬的等離子束流中，使金屬軋輥表面形成呈冶金結合狀態的等離子熔覆涂層；
5）對金屬軋輥表面的等離子熔覆涂層進行磨削及拋光處理；
6）制備電極材料合金錠，該電極材料合金錠由以下按照重量份的原料組成：W 32份、Ti 16份、Ni 6份、Nb 10份、Zr 2份；
7）對電極材料合金錠進行退火處理；
8）在退火處理后的電極材料合金錠上切割得到直徑為6mm的圓柱形電極；
9）對電極表面依次采用220#、500#、1000#、1500#砂紙進行打磨；
10）使用酒精清洗打磨完畢后的電極的表面，并將清洗后的電極吹干；
11）將電極安裝在DZS-4000型電火花沉積設備上，在氬氣的保護氛圍下，對金屬軋輥進行沉積處理，首先在輸出功率為3200W下，比沉積時間為4min/cm2，然后在輸出功率為1500W下，比沉積時間為2min/cm2；
12）將沉積后的金屬軋輥投入電熱爐中，在820℃下保溫8h，隨爐冷卻，即可。
實施例2
一種用于金屬軋輥表面強化涂層的電火花沉積方法，步驟如下：
1）對金屬軋輥表面依次采用220#、500#、1000#、1500#砂紙進行打磨；
2）使用酒精清洗打磨完畢后的金屬軋輥的表面，并將清洗后的金屬軋輥吹干；
3）配置熔覆合金粉末，該熔覆合金粉末由以下按照重量份的原料組成：Fe 68份、Ni 26份、Cr 18份、W 9份、Co 6份、Mo 3份、B 3.8份、Si 3.2份、C 0.6份；
4）開啟等離子涂覆設備，將等離子炬移動至金屬軋輥上方，打開等離子炬保護氣體氬氣和電源起弧，對金屬軋輥表面進行等離子束熔覆，在直流等離子束流的高溫下，將熔覆金屬粉末同步送入等離子炬的等離子束流中，使金屬軋輥表面形成呈冶金結合狀態的等離子熔覆涂層；
5）對金屬軋輥表面的等離子熔覆涂層進行磨削及拋光處理；
6）制備電極材料合金錠，該電極材料合金錠由以下按照重量份的原料組成：W 34份、Ti 19份、Ni 6份、Nb 11份、Zr 2份；
7）對電極材料合金錠進行退火處理；
8）在退火處理后的電極材料合金錠上切割得到直徑為7mm的圓柱形電極；
9）對電極表面依次采用220#、500#、1000#、1500#砂紙進行打磨；
10）使用酒精清洗打磨完畢后的電極的表面，并將清洗后的電極吹干；
11）將電極安裝在DZS-4000型電火花沉積設備上，在氬氣的保護氛圍下，對金屬軋輥進行沉積處理，首先在輸出功率為3200W下，比沉積時間為4min/cm2，然后在輸出功率為1500W下，比沉積時間為2min/cm2；
12）將沉積后的金屬軋輥投入電熱爐中，在840℃下保溫9h，隨爐冷卻，即可。
實施例3
一種用于金屬軋輥表面強化涂層的電火花沉積方法，步驟如下：
1）對金屬軋輥表面依次采用220#、500#、1000#、1500#砂紙進行打磨；
2）使用酒精清洗打磨完畢后的金屬軋輥的表面，并將清洗后的金屬軋輥吹干；
3）配置熔覆合金粉末，該熔覆合金粉末由以下按照重量份的原料組成：Fe 68份、Ni 24份、Cr 20份、W 8份、Co 6份、Mo 2份、B 4份、Si 2.8份、C 0.8份；
4）開啟等離子涂覆設備，將等離子炬移動至金屬軋輥上方，打開等離子炬保護氣體氬氣和電源起弧，對金屬軋輥表面進行等離子束熔覆，在直流等離子束流的高溫下，將熔覆金屬粉末同步送入等離子炬的等離子束流中，使金屬軋輥表面形成呈冶金結合狀態的等離子熔覆涂層；
5）對金屬軋輥表面的等離子熔覆涂層進行磨削及拋光處理；
6）制備電極材料合金錠，該電極材料合金錠由以下按照重量份的原料組成：W 34份、Ti 17份、Ni 8份、Nb 12份、Zr 3份；
7）對電極材料合金錠進行退火處理；
8）在退火處理后的電極材料合金錠上切割得到直徑為7mm的圓柱形電極；
9）對電極表面依次采用220#、500#、1000#、1500#砂紙進行打磨；
10）使用酒精清洗打磨完畢后的電極的表面，并將清洗后的電極吹干；
11）將電極安裝在DZS-4000型電火花沉積設備上，在氬氣的保護氛圍下，對金屬軋輥進行沉積處理，首先在輸出功率為3200W下，比沉積時間為4min/cm2，然后在輸出功率為1500W下，比沉積時間為2min/cm2；
12）將沉積后的金屬軋輥投入電熱爐中，在835℃下保溫9h，隨爐冷卻，即可。
實施例4
一種用于金屬軋輥表面強化涂層的電火花沉積方法，步驟如下：
1）對金屬軋輥表面依次采用220#、500#、1000#、1500#砂紙進行打磨；
2）使用酒精清洗打磨完畢后的金屬軋輥的表面，并將清洗后的金屬軋輥吹干；
3）配置熔覆合金粉末，該熔覆合金粉末由以下按照重量份的原料組成：Fe 66份、Ni 24份、Cr 22份、W 6份、Co 7份、Mo 1份、B 3.9份、Si 2.5份、C 0.9份；
4）開啟等離子涂覆設備，將等離子炬移動至金屬軋輥上方，打開等離子炬保護氣體氬氣和電源起弧，對金屬軋輥表面進行等離子束熔覆，在直流等離子束流的高溫下，將熔覆金屬粉末同步送入等離子炬的等離子束流中，使金屬軋輥表面形成呈冶金結合狀態的等離子熔覆涂層；
5）對金屬軋輥表面的等離子熔覆涂層進行磨削及拋光處理；
6）制備電極材料合金錠，該電極材料合金錠由以下按照重量份的原料組成：W 33份、Ti 18份、Ni 7份、Nb 13份、Zr 4份；
7）對電極材料合金錠進行退火處理；
8）在退火處理后的電極材料合金錠上切割得到直徑為8mm的圓柱形電極；
9）對電極表面依次采用220#、500#、1000#、1500#砂紙進行打磨；
10）使用酒精清洗打磨完畢后的電極的表面，并將清洗后的電極吹干；
11）將電極安裝在DZS-4000型電火花沉積設備上，在氬氣的保護氛圍下，對金屬軋輥進行沉積處理，首先在輸出功率為3200W下，比沉積時間為4min/cm2，然后在輸出功率為1500W下，比沉積時間為2min/cm2；
12）將沉積后的金屬軋輥投入電熱爐中，在845℃下保溫9.5h，隨爐冷卻，即可。
實施例5
一種用于金屬軋輥表面強化涂層的電火花沉積方法，步驟如下：
1）對金屬軋輥表面依次采用220#、500#、1000#、1500#砂紙進行打磨；
2）使用酒精清洗打磨完畢后的金屬軋輥的表面，并將清洗后的金屬軋輥吹干；
3）配置熔覆合金粉末，該熔覆合金粉末由以下按照重量份的原料組成：Fe 70份、Ni 26份、Cr 22份、W 9份、Co 8份、Mo 3份、B 4.5份、Si 3.2份、C 1.0份；
4）開啟等離子涂覆設備，將等離子炬移動至金屬軋輥上方，打開等離子炬保護氣體氬氣和電源起弧，對金屬軋輥表面進行等離子束熔覆，在直流等離子束流的高溫下，將熔覆金屬粉末同步送入等離子炬的等離子束流中，使金屬軋輥表面形成呈冶金結合狀態的等離子熔覆涂層；
5）對金屬軋輥表面的等離子熔覆涂層進行磨削及拋光處理；
6）制備電極材料合金錠，該電極材料合金錠由以下按照重量份的原料組成：W 35份、Ti 19份、Ni 9份、Nb 14份、Zr 4份；
7）對電極材料合金錠進行退火處理；
8）在退火處理后的電極材料合金錠上切割得到直徑為6-8mm的圓柱形電極；
9）對電極表面依次采用220#、500#、1000#、1500#砂紙進行打磨；
10）使用酒精清洗打磨完畢后的電極的表面，并將清洗后的電極吹干；
11）將電極安裝在DZS-4000型電火花沉積設備上，在氬氣的保護氛圍下，對金屬軋輥進行沉積處理，首先在輸出功率為3200W下，比沉積時間為4min/cm2，然后在輸出功率為1500W下，比沉積時間為2min/cm2；
12）將沉積后的金屬軋輥投入電熱爐中，在850℃下保溫10h，隨爐冷卻，即可。
經過本發明處理后的金屬軋輥，在金屬軋輥表面形成了不會脫落的冶金結合狀態的強化涂層，涂層的表面硬度達到了1950-2150HV，遠遠大于金屬軋輥的基體材質硬度，大大提高了金屬軋輥的耐磨性能。
本發明在金屬軋輥表面形成了不會脫落的冶金結合狀態的強化涂層，大大提高了金屬軋輥的表面硬度及耐磨性能，延長了金屬軋輥的使用壽命，具有廣闊的市場前景。
上面對本發明的較佳實施方式作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。