CN101249510A - 一种修复的轧辊及修复轧辊的方法 - Google Patents

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吴胜
李长宏
程丙贵
王道远
李翔
李黎明
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Abstract

本发明为一种修复的轧辊及修复轧辊的方法，是将要修复的废轧辊，采用机械切削方法沿其外表面将轧辊切削去掉磨损层，得到一个辊芯，然后以不同的添料方式在辊芯表面放置选择的熔覆材料，经激光辐照使之与轧辊表面同时熔化，形成熔覆层。激光熔覆层由熔覆面层、熔覆中间层及激光熔覆底层组成各具特点的梯度功能材料。修复后轧辊的机械性能得到改善，延长了其使用寿命，降低了生产成本。

Description

一种修复的轧辊及修复轧辊的方法
技术领域
本发明涉及钢铁生产设备，具体是一种修复的轧辊及修复轧辊的方法。
背景技术
在轧钢生产中，由于轧辊是直接与轧件接触、强迫轧件发生塑性变形的主要加工部件，它既要承受很大的动态压力以及金属间较大的滑动速度和较大的弯曲应力，又要承受变化幅度较大的高温影响，轧辊在使用过程中将不断地被磨损，当轧辊磨损到一定程度后因不能再使用而要对其进行修复。
目前轧辊的修复方法一般是采用堆焊的工艺方法，焊前需要准备大量工作，如辊坯退火处理、待堆焊辊机加工、着色探伤处理、预热处理，同时焊后母材金属与堆焊层容易在堆焊时发生相变，导致开裂。因此现有轧辊堆焊修复工艺的不足致使修复后的轧辊机械性能较差，限制了轧辊的使用寿命，加大了生产成本。
发明内容：
本发明的目的是提供一种修复的轧辊及修复轧辊的方法，能改善被修复轧辊的机械性能、提高其使用寿命。
本发明的技术方案如下：
一种修复的轧辊，其特征在于：由废轧辊经过机械切削去除其损环层后得到的辊芯，以及在辊芯上形成的一层或多层激光熔覆层组成。
所述的修复的轧辊，其特征在于所述的激光熔覆层为陶瓷材料、合金材料或其它材料与轧辊表面在高温作用下熔融形成的覆盖层，当激光熔覆层为多层时，其材料为相同或不同，所述的其它材料与轧辊表面材料相同或不相同。
一种修复轧辊的方法，其特征在于将废轧辊经过机械切削，去除其损坏层后，得到辊芯，将激光束照射到辊芯表面上并不断移动照射区域，同时向激光照射区域喷洒熔覆材料粉末，熔覆材料粉末和辊芯表面熔融为一体形成激光熔覆层。
所述的修复轧辊的方法，其特征在于在激光熔覆层上再用激光照射，并同时向激光照射区域喷洒熔覆材料粉末，熔覆材料粉末和激光熔覆层表面熔融为一体，用此方法形成二层或多层激光熔覆层。
所述的修复轧辊的方法，其特征在于所述的激光熔覆层材料为与轧辊基材料一致或类似的材料。
所述的修复轧辊的方法，其特征在于所述的辊芯表面的的熔融深度为0.05～0.10mm。
先将经磨损不能再使用的废轧辊，采用机械切削方法沿其外表面将轧辊切削去掉磨损层，得到一个辊芯，然后以不同的添料方式在辊芯表面放置选择的熔覆材料，经激光辐照使之与其一薄层同时熔化，并快速凝固形成稀释率极低，与辊芯表面呈冶金结合的表面涂层，从而显著改善轧辊表面耐磨、耐蚀、耐热性能。在激光照射过程中，基体的材料表面微熔，微熔层深度为0.05～0.10mm，基体热影响区极小，一般为0.1～0.2mm；在激光加工过程中，基体的温度不超过80℃，工件基本无热变形，机械重复性好；
采用本发明方法修复的轧辊比堆焊工艺方法修复的轧辊硬度更均匀，耐磨性更好，改善了被修复轧辊的机械性能，更能满足轧制工艺的要求，提高了轧辊的使用寿命，同时也提高了轧机的工作效率和降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明修复轧辊示意图。
图2是本发明实现激光熔覆层图。
图中：1——激光熔覆层  2——修复轧辊辊芯  3——熔覆底层  4——熔覆中间层  5——熔覆面层
具体实施方式
如图1中，先将经磨损不能再使用的废轧辊，采用机械切削方法沿其外表面将轧辊切削去掉磨损层，得到一个辊芯2，然后选择与基材近似或一致的熔覆剂涂层材料喷洒在辊芯表面，经激光辐照使之与其一薄层同时熔化，形成熔覆层1。
如图2中，激光熔覆层1分为熔覆面层3、熔覆中间层4、熔覆底层5。激光熔覆时的光斑直径一般取5～15mm，因此可将熔覆表面视为半无限大平面。高功率激光束以恒定功率P照射到熔覆层表面，并以恒定速度v沿辊身方向移动。同时，由专用送粉器将粉末直接送入熔池。在此过程中，被照射的各部位温度上升，依据不同热流密度(选取适当的激光功率、光斑尺寸和扫描速度)，实现熔覆过程。熔覆底层5具有与基体浸润性好、结合强度高等特点，熔覆中间层4具有一定强度、硬度及良好的抗裂性，熔覆面层3具有抗冲刷、耐磨损、耐腐蚀等性能。
熔覆层材料为与基体材料近似的激光熔覆剂，因各种轧辊材质不一样，所以熔覆时需要采用与基材类似的熔覆剂。喷洒为一种方式，主要为喷洒的方式。

Claims (6)

1. 一种修复的轧辊，其特征在于：由废轧辊经过机械切削去除其损环层后得到的辊芯，以及在辊芯上形成的一层或多层激光熔覆层组成。
2. 根据权利要求1所述的修复的轧辊，其特征在于所述的激光熔覆层为陶瓷材料、合金材料或其它材料与轧辊表面在高温作用下熔融形成的覆盖层，当激光熔覆层为多层时，其材料为相同或不同，所述的其它材料与轧辊表面材料相同或不相同。
3. 一种修复轧辊的方法，其特征在于将废轧辊经过机械切削，去除其损坏层后，得到辊芯，将激光束照射到辊芯表面上并不断移动照射区域，同时向激光照射区域喷洒熔覆材料粉末，熔覆材料粉末和辊芯表面熔融为一体形成激光熔覆层。
4. 根据权利要求3所述的修复轧辊的方法，其特征在于在激光熔覆层上再用激光照射，并同时向激光照射区域喷洒熔覆材料粉末，熔覆材料粉末和激光熔覆层表面熔融为一体，用此方法形成二层或多层激光熔覆层。
5. 根据权利要求3所述的修复轧辊的方法，其特征在于所述的激光熔覆层材料为与轧辊基材料一致或类似的材料。
6. 根据权利要求3所述的修复轧辊的方法，其特征在于所述的辊芯表面的的熔融深度为0.05～0.10mm。
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