优秀毕设风采|真题真做练本领，用激光熔覆破解冷轧辊损耗难题

河北工业大学材料科学与工程学院2026届金属材料工程卓越工程师专业本科生郭治彤，在董艳春教授与中钢集团邢台机械轧辊有限公司刘士彬高级工程师的共同指导下，顺利完成题为《冷轧辊表面M2高速钢熔覆层的组织结构及性能分析》的毕业设计，并获评校级优秀毕业设计。该研究针对冷轧辊服役过程中的表面磨损失效问题，采用激光熔覆技术成功制备出高硬度、高耐磨的M2高速钢熔覆层，为冷轧辊表面强化与再制造提供了新的技术参考。

1.     聚焦工程难题，校企协同攻关

冷轧辊是轧制生产中的核心部件，长期在重载、摩擦与交变应力下高强度运转，辊面磨损和疲劳剥落是导致轧辊失效的主要“元凶”。传统表面强化技术普遍存在热影响区大、结合强度低、易开裂等短板，难以满足现代冷轧生产对辊面长寿命、高稳定性的严苛要求。

面对这一工程痛点，郭治彤依托校企联合培养平台，以42CrMo冷轧辊钢为基体、M2高速钢为熔覆材料，向激光熔覆技术要答案。企业导师刘士彬高级工程师在工艺调试中手把手带教，校内导师董艳春教授在理论分析与科学思维方法上层层把关，双导师协同发力，为研究的一路通关提供了坚实支撑。

2.     试验成果亮眼，涂层性能大幅提升

经过正交试验优化，郭治彤团队确定了激光功率2100W、扫描速度12.5mm/s、送粉速度1.3rpm的最优工艺参数组合。在此参数下制备的M2高速钢熔覆层与42CrMo基体形成了优良的冶金结合，无裂纹、无气孔缺陷。性能测试结果显示，熔覆层表层平均硬度高达63.9 HRC，较基体大幅提升；磨损机制由基体的黏着磨损转变为以轻微磨粒磨损和氧化磨损为主，耐磨性能显著增强。这一成果证实了M2高速钢激光熔覆层在冷轧辊表面强化与修复领域的巨大应用潜力，为相关技术实践提供了有力参考。目前，该研究的核心数据已整理成技术报告反馈至合作企业，为后续产线工艺优化提供了直接依据。

图1最优工艺下制备的M2熔覆层样品宏观形貌

图2企业应用成果证明

3.     双导师制助力人才培养

本次毕业设计是材料科学与工程学院金属材料工程卓越工程师专业校企联合培养模式的一次生动实践。郭治彤完整经历了从文献调研、工艺优化到组织观察、性能测试的全流程科研训练——这是一条从课堂走向车间、从理论走向实战的成长路径。企业导师刘士彬高级工程师在生产一线“手把手”带教，校内导师董艳春教授在理论逻辑上“步步把关”，双导师各展所长、协同发力，让学生的工程实践能力和科研素养实现“双提升”。

4.     感悟与体会

郭治彤：本次毕业设计的完成让我收获颇丰。在三个月的企业实践中，我不仅掌握了激光熔覆技术从工艺设计到性能测试的全流程研究方法，更深刻地理解了“工艺—组织—性能”之间的内在逻辑。董艳春教授和刘士彬工程师在工艺调试中的悉心指导和严谨把关，让我学会了从工程实际出发判断问题，让我的实践能力和科研素养都得到了显著提升。在即将开始研究生阶段的学习中，我会继续深耕金属材料这一领域，努力做出更多有价值的成果。

结语：本研究为M2高速钢激光熔覆技术在冷轧辊修复与再制造中的应用提供了实验依据与理论参考，展现了学院人才培养方面的扎实成效。未来，学院将继续依托校企联合培养平台，推动更多学子把论文写在祖国大地上，把成果留在生产一线中。

图文：郭治彤  董艳春

审核：杨勇