支承辊是四辊及多辊轧机中用来支撑工作辊的大型轴类零件,可以有效地减小工作辊的直径、增加工作辊的刚度。因为支承辊在与工作辊接触的过程中,不断承受巨大的交变载荷,使辊身表面出现磨损和形变硬化,所以支承辊的失效形式主要是磨损和剥落。支承辊的体积大、造价昂贵,因此通过表面强化与修复来延长支承辊的使用寿命对提高钢厂的经济效益至关重要。激光熔覆技术是一种快速成型技术,可以制备出致密并且与基体冶金结合的涂层,从而使基体表面的性能得到改善,相对于传统表面技术有着明显的优点。但是激光熔覆专用粉末的种类有限,使用热喷涂粉末所制备的熔覆层硬度难以控制,性能难以满足支承辊的使用要求。本文旨在对热喷涂用铁基粉末F313进行成分调节,再利用激光熔覆技术在支承辊表面制备具有冶金结合、组织致密、缺陷少、与工作辊硬度相匹配并且耐磨性能优良的涂层,提供一种使用热喷涂用铁基粉末激光熔覆强化与修复支承辊的新途径。本文以Cr5钢支承辊作为研究对象,探索利用半导体激光器在其表面制备涂层的可行性。通过激光工艺参数的优化、粉末成分的调节,制备出硬度合理、性能优异的涂层。利用光学显微镜(OM)、附带能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等测试分析设备,对所制备涂层的微观组织、成分、相组成、硬度以及磨损行为进行研究。采用半导体激光器熔覆F313粉末的工艺参数为:激光功率1600 W,扫描速度8 mm/s,离焦量10 mm,送粉率14.7 g/min,在搭接时搭接率选用30%。激光熔覆得到的涂层组织致密,与基体冶金结合,缺陷少。熔覆层的平均硬度约为650HV,高于大多数支承辊的上限硬度要求。通过继续增加F313粉末中的铁含量以及向F313粉末中引入镍元素两种方式对其进行成分调节,实现对熔覆层的硬度的控制。向粉末中加入不同含量的铁,可以将熔覆层的硬度控制在490～630HV之间;向粉末中加入不同的镍,可以将熔覆层的硬度控制在420～610HV之间。根据目前最为常用的Cr5钢支承辊硬度要求,选择两种成分的粉末,对其所制备的熔覆层进行耐磨性检测,熔覆层的主要磨损方式为磨粒磨损,磨损30分钟后两熔覆层的质量损失皆不到Cr5钢基体的50%。