CN104451529B - 轧辊超音速火焰喷涂表面修复预处理方法 - Google Patents

轧辊超音速火焰喷涂表面修复预处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轧辊超音速火焰喷涂表面修复预处理方法，属于喷涂技术领域。具体工序为：1）凹切处理；2）表面清理；3）表面粗化，其中表面粗化具体包括以下步骤：1、去除磨损层；2、制作样板；3、一次喷砂作桥墩花纹；4、敷设保护层；5、二次喷砂作桥拱纹路；6、待轧辊喷涂预热。优点是步骤衔接有序，简便易于操作；本发明的方法得到表面垂直相交的纹路，使得喷涂层与轧辊基体结合性能好，结合强度大大增加，当设定超音速喷涂层厚1.5mm时，选用纳米WC‑12Co复合粉末热喷于轧辊表面，喷涂层与轧辊基体结合强度大于58MPa，硬度大于HRC60，相对耐磨性是基材GCr15Si2Mn钢的38倍以上，轧辊的使用寿命可以提高1倍以上。

Description

轧辊超音速火焰喷涂表面修复预处理方法
技术领域
本发明属于喷涂技术领域，尤其涉及一种轧辊超音速火焰喷涂表面修复预处理方法。
背景技术
轧辊是轧机的重要部件，对轧件的质量起着关键作用。轧辊在日常使用过程中，辊面与轧件长时间接触、摩擦，辊面易出现磨损，需要对其进行修复处理，在喷涂之前，需要对轧辊进行表面预处理，具体工序为：1）凹切处理：表面存在疲劳层和局部严重拉伤的沟痕时，在强度允许的前提下可以进行车削处理，为热喷涂提供容纳的空间；2）表面清理：清除工件表面油污、铁锈、漆层等，使工件表面洁净，油污油漆可以用溶剂清洗剂除去，若油渍已经渗入基体材料，可以用火焰加热除去，对锈层可以进行酸浸、机械打磨或喷砂除去；3）表面粗化：砂料选择石英砂、氧化铝砂、冷硬铁砂等，其尺寸、空气压力的大小、喷砂角度、距离和时间根据具体情况确定，对经过表面预处理的轧辊按照标准工艺喷涂，最后得到喷涂产品。由于轧辊尺寸要求严格，辊面喷涂层厚度也有严格的要求，在标准涂层厚度下，喷涂轧辊要想达到未喷涂轧辊轧制钢吨位的2倍，对整个喷涂过程从涂料准备到喷涂工艺参数的选择极其苛刻，设备精度要求高，费用极高，大大增加生产成本。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种轧辊超音速火焰喷涂表面修复预处理方法，步骤简单，延长轧辊使用寿命，降低生产成本。
轧辊超音速火焰喷涂表面修复预处理方法，具体工序为：1）凹切处理；2）表面清理；3）表面粗化，其中表面粗化具体包括以下步骤：
1、去除磨损层
采用车削、磨削或配合方法去除轧辊表面磨损层，使轧辊基体表面的粗糙度控制在RA0.3至RA3.0之间；
2、制作样板
样板选用铁皮材料，严格按照设计图纸制作，剪切样板留有2-3cm的余量；
3、一次喷砂作桥墩花纹
将待喷涂轧辊夹持在回转工作台上，并驱动轧辊进行旋转，砂料为石英砂、氧化铝砂、冷硬铁砂中的一种或几种的混合物，用喷砂枪对准轧辊要喷涂部位进行喷砂，表面冲刷切削，形成自然流线型桥墩花纹，桥墩花纹成等间距分布，粗糙度控制在RA6.3以下；
4、敷设保护层
轧辊停止旋转，将铁皮样板用粘胶固定在轧辊表面，遮挡由步骤2形成的桥墩花纹，露出所要形成桥拱纹路位置；
5、二次喷砂作桥拱纹路
将待喷涂轧辊再次夹持在回转工作台上，并驱动轧辊进行旋转，砂料选择合金微粒，合金微粒的显微硬度大于HV350，粒径范围10-50微米，用喷砂枪对准轧辊进行喷砂，喷嘴轰击出桥拱纹路，粗糙度控制在RA6.3至RA12.5之间；
6、待轧辊喷涂预热
表面粗化后呈现的新鲜表面，应该防止污染，严禁用手触摸，将待喷涂轧辊置于加热罩内控制温度180-200℃下预热1小时。
本发明进一步改进，所述步骤4中的合金微粒为铬合金、钨合金、铁合金、钽合金、非晶态合金中一种或几种的混合物。
本发明进一步改进，所述步骤4中的桥拱纹路与桥墩纹路成90°，喷涂层与轧辊基体的结合好，结合强度高。
与现有技术相比，优点是步骤衔接有序，简便易于操作；本发明的方法得到表面垂直相交的纹路，使得喷涂层与轧辊基体结合性能好，结合强度大大增加，当设定超音速喷涂层厚1.5mm时，选用纳米WC-12Co复合粉末热喷于轧辊表面，喷涂层与轧辊基体结合强度大于58MPa，硬度大于HRC60，相对耐磨性是基材GCr15Si2Mn钢的38倍以上，轧辊的使用寿命可以提高1倍以上。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是轧辊超音速火焰喷涂表面修复预处理方法的流程图；
图2是本发明预处理后喷涂得到的轧辊；
图3是图2沿A-A线的剖视图。
图中：100-轧辊、200-桥墩花纹、300-桥拱纹路。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步地行详细说明。
如图1所示，轧辊超音速火焰喷涂表面修复预处理方法，具体工序为：1）凹切处理：表面存在疲劳层和局部严重拉伤的沟痕时，在强度允许的前提下可以进行车削处理，为热喷涂提供容纳的空间；2）表面清理：清除工件表面油污、铁锈、漆层等，使工件表面洁净，油污油漆可以用溶剂清洗剂除去，若油渍已经渗入基体材料，可以用火焰加热除去，对锈层可以进行酸浸、机械打磨或喷砂除去；3）表面粗化，其中表面粗化具体包括以下步骤：
1、去除磨损层
采用车削、磨削或配合方法去除轧辊100表面磨损层，使轧辊基体表面的粗糙度控制在RA0.3至RA3.0之间；
2、制作样板
样板选用铁皮材料，严格按照设计图纸制作，剪切样板留有2cm的余量；
3、一次喷砂作桥墩花纹
将待喷涂轧辊夹持在回转工作台上，并驱动轧辊进行旋转，砂料为石英砂、氧化铝砂、冷硬铁砂中的一种或几种的混合物，用喷砂枪对准轧辊要喷涂部位进行喷砂，表面冲刷切削，形成自然流线型桥墩花纹200，如图2、3所示，桥墩花纹成等间距分布，粗糙度控制在RA6.3以下；
4、敷设保护层
轧辊停止旋转，将铁皮样板用粘胶固定在轧辊表面，遮挡由步骤2形成的桥墩花纹，露出所要形成桥拱纹路位置，桥拱纹路与桥墩纹路成90°，喷涂层与轧辊基体的结合好，结合强度高；
5、二次喷砂作桥拱纹路
将待喷涂轧辊再次夹持在回转工作台上，并驱动轧辊进行旋转，砂料选择合金微粒，合金微粒为铬合金、钨合金、铁合金、钽合金、非晶态合金中一种或几种的混合物，合金微粒的显微硬度大于HV350，粒径范围30微米，用喷砂枪对准轧辊进行喷砂，喷嘴轰击出桥拱纹路300，如图2、3所示，粗糙度控制在RA6.3至RA12.5之间；
6、待轧辊喷涂预热
表面粗化后呈现的新鲜表面，应该防止污染，严禁用手触摸，将待喷涂轧辊置于加热罩内控制温度180℃下预热1小时。
喷涂后的轧辊进行性能测试，具体数据见下表1：
表1 涂层性能参数
从上述表中数据可知，当设定超音速喷涂层为1.5mm时，选用纳米WC-12Co复合粉末热喷于待修复轧辊表面，喷涂层与轧辊基体结合强度大于58MPa，硬度大于HRC60。
经过本发明方法进行表面修复预处理后得到的喷涂轧辊，与未经本发明方法处理的喷涂轧辊在相同厚度涂层情况下，两轧辊轧制欧标高质量H型钢钢吨位对比，如表2：
表2 改进前与改进后轧制钢吨位
由上述表中数据可知，改进后的轧辊轧制钢吨位平均提高了50%，轧辊的使用寿命得到大大的延长，轧辊使用寿命提高1倍以上。

Claims (3)

1.轧辊超音速火焰喷涂表面修复预处理方法，具体工序为：1)凹切处理；2)表面清理；3)表面粗化，其中表面粗化具体包括以下步骤：
(1)、去除磨损层
采用车削或磨削方法去除轧辊(100)表面磨损层，使轧辊基体表面的粗糙度控制在RA0.3至RA3.0之间；
(2)、制作铁皮样板
样板选用铁皮材料，严格按照设计图纸制作，剪切样板留有2-3cm的余量；
(3)、一次喷砂作桥墩花纹
将待喷涂轧辊夹持在回转工作台上，并驱动轧辊进行旋转，砂料为石英砂、氧化铝砂、冷硬铁砂中的一种或几种的混合物，用喷砂枪对准轧辊要喷涂部位进行喷砂，表面冲刷切削，形成自然流线型桥墩花纹(200)，桥墩花纹成等间距分布，粗糙度控制在RA6.3以下；
(4)、敷设保护层
轧辊停止旋转，将铁皮样板用粘胶固定在轧辊表面，遮挡由步骤(2)形成的桥墩花纹，露出所要形成桥拱纹路位置；
(5)、二次喷砂作桥拱纹路
将待喷涂轧辊再次夹持在回转工作台上，并驱动轧辊进行旋转，砂料选择合金微粒，合金微粒的显微硬度大于HV350，粒径范围10-50微米，用喷砂枪对准轧辊进行喷砂，喷嘴轰击出桥拱纹路(300)，粗糙度控制在RA6.3至RA12.5之间；
(6)、待轧辊喷涂预热
表面粗化后呈现的新鲜表面，应该防止污染，严禁用手触摸，将待喷涂轧辊置于加热罩内控制温度180-200℃下预热1小时。
2.根据权利要求1所述的轧辊超音速火焰喷涂表面修复预处理方法，其特征在于，所述步骤(5)中的合金微粒为铬合金、钨合金、铁合金、钽合金、非晶态合金中一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的轧辊超音速火焰喷涂表面修复预处理方法，其特征在于，所述的桥拱纹路(300)与桥墩纹路(200)成90°。
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