喷射沉积工艺在轧辊材料上的应用

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　　在轧钢工业中，大型轧辊价格昂贵，且消耗很大，是造成生产成本居高不下的主要因素之一。要改变这种状况，一是采用先进工艺技术，制备优质轧辊，大幅度提高轧辊的使用性能和使用寿命，二是采用有效的工艺手段，对磨损轧辊进行表面修复，以延长轧辊的使用寿命。在这些方面，传统的轧辊制造技术已经难以满足需求，而喷射沉积工艺则表现出很好的应用前景。

　　喷射沉积技术，是二十世纪后期高速发展起来的金属材料先进制备技术之一。喷射沉积(成形)技术最突出的创新点在于：把液态金属的雾化(快速凝固)和粒状金属的沉积(熔滴动态致密固化)结合在一个冶金操作流程中完成，可以用最少的工序，直接从液态金属制取具有快速凝固组织、整体致密、接近零件形状的高性能材料或半制品工件。由于以上特点，喷射沉积工艺，不仅可以生产出具有良好组织结构(均匀、细小、成分偏析小)和性能明显高于铸造产品的轧辊材料，而且可以直接制备轧辊或者对磨损轧辊进行修复。

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　　国际上在应用喷射沉积工艺于轧辊方面早已颇有成效。日本住友重工业公司建立了一个大型的喷射沉积轧辊制造工厂，生产出了数千只轧辊，创造了很好的经济效益和社会效益。欧洲也有两家公司生产喷射沉积轧辊。

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　　国内这方面虽然还处于起步阶段，但在某些方面也已获得重要突破。湖南大学建立了国内最大的快速凝固与喷射沉积实验室，他们在国际上首次提出了多层快速凝固理论和技术。这个理论研究表明：当雾化金属液滴高速碰撞到冷基体表面时，金属液滴将迅速铺展，产生快速冷凝效果；在适当的控制条件下可以实现粘结与急冷的有机结合。在此基础上，他们提出了以雾化液滴在较冷固相表面铺展沉积模式为核心，用以制备大尺寸快速凝固锭坯的多层喷射沉积思路。采用多层扫描沉积和外加强冷装置的方式来降低沉积层表面温度：通过降低雾化高度的方法来提高雾化液滴的液相量，改善其在沉积层表面铺展状态；通过控制沉积层表面温度来同时获得高的冷速和良好的粘结效果。

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　　目前，他们自行发明的多层喷射沉积技术已经能够批量生产规格为Φ300～700×900～1200mm的喷射沉积圆锭坯和Φ700×Φ300×1200mm的喷射沉积管坯，为各种规格轧辊的制造和修复提供了坚实的技术基础。【MechNet】

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