CN101358344B - 炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法及其专用修复粉末 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冶金行业的机械器件表面的修复方法，是炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法及其专用修复粉末，修复粉末含有以下重量百分比的成分：C：0.2～0.5％，Cr：14～20％，Ni：6～12％，Mn：0～1.5，Mo：1～2.5，W：0.5～2.5，Si：1.5～2.5，B：2.0～3.0，Fe：余量。支撑辊在辊面磨损或局部剥落而无法使用后，用激光工艺及修复粉末对待修复区域进行熔覆，使缺损部位得以修复，修复部分的性能可以满足使用要求，然后用机械加工恢复辊面形状，无需热处理即可获得一个可重新使用的支撑辊。

Description

炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法及其专用修复粉末
技术领域
本发明涉及冶金行业的机械器件表面的修复方法，具体的说是炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法及其专用修复粉末。
背景技术
目前轧机的大型支撑辊，在辊面磨损后还没有理想的修复办法，尤其是对局部剥落还没有办法修复，只能闲置。虽然堆焊也是一种修复的途径，但一般的堆焊要对整个工作辊面进行退火后再车削、堆焊，这样热应力很大，同时难以获得要求的硬度，往往还需要进行整体的热处理，因此对大型支撑辊难以普遍推广，更不适用于辊面局部剥落的大型支撑辊。冶金行业急需一种适用的修复方法对炉卷轧机支撑辊辊面磨损和局部剥落进行修复。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术的缺点，提出一种炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法及其专用修复粉末，该修复方法可对支撑辊辊面磨损或局部剥落进行修复，无需热处理即可获得一个可重新使用的支撑辊。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法，包括以下步骤：
(1)对待修复的支撑辊磨损或剥落部位用手工打磨或机械加工去除裂纹和疲劳层，并达到适宜于进行激光修复的状态(即激光束与修复面基本正交)，然后进行超声和着色探伤，确保裂纹和疲劳层完全去除；
(2)对支撑辊进行预热，预热温度为150～230℃；
(3)选择或调制修复粉末；
(4)利用修复粉末通过激光器对待修复部位进行逐层熔覆，熔覆时对熔池进行惰性气体保护，激光器的输出功率为2000W～4000W，光斑直径为3～6mm，扫描速度为300～600mm/min，搭接量为1.5～3mm，每层熔覆厚度小于等于0.4mm，在熔覆层上叠加熔覆以取得要求的厚度；
(5)整个工件熔覆完毕后充分保温20～28小时，然后逐步降至室温；
(6)在磨床上磨削，将支撑辊修复到要求的几何尺寸。
上述修复方法的专用修复粉末含有以下重量百分比的成分：C：0.2～0.5％，Cr：14～20％，Ni：6～12％，Mn：0～1.5％，Mo：1～2.5％，W：0.5～2.5％，Si：1.5～2.5％，B：2.0～3.0％，Fe：余量。
本发明的优点是：支撑辊在辊面磨损或局部剥落而无法使用后，用本发明的方法及专利用修复粉末进行熔覆，使缺损部位得以修复，然后用机械加工恢复辊面形状，无需热处理即可获得一个可重新使用的支撑辊。最大修复厚度可达30mm。熔覆层与基材为冶金结合，结合强度不低于基材强度的90％。基材在熔覆过程中仅表面微熔，微熔层不超过0.2mm，热影响区一般不超过0.4mm。熔覆层及界面组织致密、晶粒细小，无孔洞、夹渣、裂纹等缺陷。使用本发明修复支撑辊的局部剥落，周期短，费用低，具有很大的经济效益。
具体实施方式
实施例一
本实施例为一种炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法，包括以下步骤：
(1)对待修复的支撑辊磨损或剥落部位用手工打磨或机械加工去除裂纹和疲劳层，并达到适宜于进行激光修复的状态，然后进行超声和着色探伤，确保裂纹和疲劳层完全去除；
(2)对支撑辊进行预热，预热温度为150℃，预热的加热速率为3℃/h。；
(3)调制修复粉末，修复粉末含有成分的重量百分比为：C：0.2％，Cr：14％，Ni：6％，Mo：1％，W：0.5％，Si：1.5％，B：2.0％，Fe：余量，修复粉末的粒度为50μm；
(4)利用修复粉末通过激光器对待修复部位进行逐层熔覆，熔覆时利用氩气对熔池进行惰性气体保护，激光器的输出功率为2000W，光斑直径为3mm，扫描速度为300mm/min，搭接量为1.5mm，每层熔覆厚度0.2mm，在熔覆层上叠加熔覆以取得要求的厚度，熔覆过程中要随时检查熔覆质量，发现缺陷、瑕疵及时处理；
(5)整个工件熔覆完毕后充分保温20小时，然后逐步降至室温，降温速率为5℃/h；
(6)在磨床上磨削，将支撑辊修复到要求的几何尺寸。
实施例二
本实施例为一种炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法，包括以下步骤：
(1)对待修复的支撑辊磨损或剥落部位用手工打磨或机械加工去除裂纹和疲劳层，并达到适宜于进行激光修复的状态，然后进行超声和着色探伤，确保裂纹和疲劳层完全去除；
(2)对支撑辊进行预热，预热温度为180℃，预热的加热速率为4℃/h；
(3)调制修复粉末，修复粉末含有成分的重量百分比为：C：0.3％，Cr：16％，Ni：8％，Mn：0.5％，Mo：1.5％，W：1％，Si：2％，B：2.3％，Fe：余量，修复粉末的粒度为80μm；
(4)利用修复粉末通过激光器对待修复部位进行逐层熔覆，熔覆时利用氩气对熔池进行惰性气体保护，激光器的输出功率为2500W，光斑直径为4mm，扫描速度为400mm/min，搭接量为2mm，每层熔覆厚度0.3mm，在熔覆层上叠加熔覆以取得要求的厚度，熔覆过程中要随时检查熔覆质量，发现缺陷、瑕疵及时处理。；
(5)整个工件熔覆完毕后充分保温24小时，然后逐步降至室温，降温速率为7℃/h；
(6)在磨床上磨削，将支撑辊修复到要求的几何尺寸。
实施例三
本实施例为一种炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法，包括以下步骤：
(1)对待修复的支撑辊磨损或剥落部位用手工打磨或机械加工去除裂纹和疲劳层，并达到适宜于进行激光修复的状态，然后进行超声和着色探伤，确保裂纹和疲劳层完全去除；
(2)对支撑辊进行预热，预热温度为200℃，预热的加热速率为3.5℃/h；
(3)调制修复粉末，修复粉末含有成分的重量百分比为：C：0.4％，Cr：18％，Ni：10％，Mn：1.2％，Mo：2％，W：2％，Si：2％，B：2.8％，Fe：余量，修复粉末的粒度为120μm；
(4)利用修复粉末通过激光器对待修复部位进行逐层熔覆，熔覆时利用氩气对熔池进行惰性气体保护，激光器的输出功率为3000W，光斑直径为5mm，扫描速度为500mm/min，搭接量为2.5mm，每层熔覆厚度为0.3mm，在熔覆层上叠加熔覆以取得要求的厚度，熔覆过程中要随时检查熔覆质量，发现缺陷、瑕疵及时处理；
(5)整个工件熔覆完毕后充分保温26小时，然后逐步降至室温，降温速率为8℃/h；
(6)在磨床上磨削，将支撑辊修复到要求的几何尺寸。
实施例四
本实施例为一种炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法，包括以下步骤：
(1)对待修复的支撑辊磨损或剥落部位用手工打磨或机械加工去除裂纹和疲劳层，并达到适宜于进行激光修复的状态，然后进行超声和着色探伤，确保裂纹和疲劳层完全去除；
(2)对支撑辊进行预热，预热温度为230℃，预热的加热速率为5℃/h；
(3)调制修复粉末，修复粉末含有成分的重量百分比为：C：0.5％，Cr：20％，Ni：12％，Mn：1.5％，Mo：2.5％，W：2.5％，Si：2.5％，B：3.0％，Fe：余量，修复粉末的粒度为150μm；
(4)利用修复粉末通过激光器对待修复部位进行逐层熔覆，熔覆时利用氩气对熔池进行惰性气体保护，激光器的输出功率为4000W，光斑直径为6mm，扫描速度为600mm/min，搭接量为13mm，每层熔覆厚度为0.4mm，在熔覆层上叠加熔覆以取得要求的厚度，熔覆过程中要随时检查熔覆质量，发现缺陷、瑕疵及时处理；
(5)整个工件熔覆完毕后充分保温28小时，然后逐步降至室温，降温速率为10℃/h；
(6)在磨床上磨削，将支撑辊修复到要求的几何尺寸。
本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)对待修复的支撑辊磨损或剥落部位用手工打磨或机械加工去除裂纹和疲劳层，并达到适宜于进行激光修复的状态，然后进行超声和着色探伤，确保裂纹和疲劳层完全去除；
(2)对支撑辊进行预热，预热温度为150～230℃；
(3)选择或调制修复粉末；
(4)利用修复粉末通过激光器对待修复部位进行逐层熔覆，熔覆时对熔池进行惰性气体保护，激光器的输出功率为2000W～4000W，光斑直径为3～6mm，扫描速度为300～600mm/min，搭接量为1.5～3mm，每层熔覆厚度小于等于0.4mm，在熔覆层上叠加熔覆以取得要求的厚度；
(5)整个工件熔覆完毕后充分保温20～28小时，然后逐步降至室温；
(6)在磨床上磨削，将支撑辊修复到要求的几何尺寸；
所述的炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法所使用的专用修复粉末，含有以下重量百分比的成分：
C：0.2～0.5％，
Cr：14～20％，
Ni：6～12％，
Mn：0～1.5％，
Mo：1～2.5％，
W：0.5～2.5％，
Si：1.5～2.5％，
B：2.0～3.0％，
Fe：余量。
2.如权利要求1所述的炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法，其特征在于：所述步骤(2)中，预热的加热速率为3～5℃/h。
3.如权利要求1所述的炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法，其特征在于：所述步骤(3)中，修复粉末的粒度为50～150μm。
4.如权利要求1所述的炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法，其特征在于：所述步骤(4)中，惰性气体为氩气。
5.如权利要求1所述的炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法，其特征在于：所述步骤(4)中，熔覆过程中要随时检查熔覆质量，发现缺陷、瑕疵及时处理。
6.如权利要求1所述的炉卷轧机支撑辊辊面的修复方法，其特征在于：所述步骤(5)中，降温速率为5～10℃/h。
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