噴射沉積工藝在軋輥材料上的應用

　　噴射沉積技術，是二十世紀后期高速發(fā)展起來的金屬材料先進制備技術之一。噴射沉積(成形)技術最突出的創(chuàng)新點在于：把液態(tài)金屬的霧化(快速凝固)和粒狀金屬的沉積(熔滴動態(tài)致密固化)結合在一個冶金操作流程中完成，可以用最少的工序，直接從液態(tài)金屬制取具有快速凝固組織、整體致密、接近零件形狀的高性能材料或半制品工件。由于以上特點，噴射沉積工藝，不僅可以生產(chǎn)出具有良好組織結構(均勻、細小、成分偏析小)和性能明顯高于鑄造產(chǎn)品的軋輥材料，而且可以直接制備軋輥或者對磨損軋輥進行修復。

　　國際上在應用噴射沉積工藝于軋輥方面早已頗有成效。日本住友重工業(yè)公司建立了一個大型的噴射沉積軋輥制造工廠，生產(chǎn)出了數(shù)千只軋輥，創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。歐洲也有兩家公司生產(chǎn)噴射沉積軋輥。

　　國內(nèi)這方面雖然還處于起步階段，但在某些方面也已獲得重要突破。湖南大學建立了國內(nèi)最大的快速凝固與噴射沉積實驗室，他們在國際上首次提出了多層快速凝固理論和技術。這個理論研究表明：當霧化金屬液滴高速碰撞到冷基體表面時，金屬液滴將迅速鋪展，產(chǎn)生快速冷凝效果；在適當?shù)目刂茥l件下可以實現(xiàn)粘結與急冷的有機結合。在此基礎上，他們提出了以霧化液滴在較冷固相表面鋪展沉積模式為核心，用以制備大尺寸快速凝固錠坯的多層噴射沉積思路。采用多層掃描沉積和外加強冷裝置的方式來降低沉積層表面溫度：通過降低霧化高度的方法來提高霧化液滴的液相量，改善其在沉積層表面鋪展狀態(tài)；通過控制沉積層表面溫度來同時獲得高的冷速和良好的粘結效果。

　　目前，他們自行發(fā)明的多層噴射沉積技術已經(jīng)能夠批量生產(chǎn)規(guī)格為Φ300～700×900～1200mm的噴射沉積圓錠坯和Φ700×Φ300×1200mm的噴射沉積管坯，為各種規(guī)格軋輥的制造和修復提供了堅實的技術基礎。