CN106425275B - 一种冷轧支承辊的修复方法 - Google Patents
一种冷轧支承辊的修复方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106425275B CN106425275B CN201611082997.5A CN201611082997A CN106425275B CN 106425275 B CN106425275 B CN 106425275B CN 201611082997 A CN201611082997 A CN 201611082997A CN 106425275 B CN106425275 B CN 106425275B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- backing roll
- temperature
- roll
- roller set
- roller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 101
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 claims abstract description 38
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000011017 operating method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 24
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 17
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 11
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 10
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 8
- 210000000887 face Anatomy 0.000 claims description 7
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 7
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 7
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 7
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 7
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 28
- 239000011324 bead Substances 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 4
- 241001131688 Coracias garrulus Species 0.000 description 138
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 19
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 13
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 9
- 206010011376 Crepitations Diseases 0.000 description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 3
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- FMGSKLZLMKYGDP-USOAJAOKSA-N dehydroepiandrosterone Chemical class C1[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@H]3CC[C@](C)(C(CC4)=O)[C@@H]4[C@@H]3CC=C21 FMGSKLZLMKYGDP-USOAJAOKSA-N 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Abstract
本发明公开了一种冷轧支承辊的修复方法，属于冷轧支承辊技术领域。该方法的操作步骤为先清洗探伤处理，再对支承辊基体表面裂纹进行机加工去除，然后加工辊套并进行相应的热处理，最后将得到的辊套加热镶嵌到支承辊基体上，完成冷轧支承辊的修复。本发明相比现有的堆焊修复和热喷涂修复方式，该方案更加简单，对于磨损较严重、裂纹较深的报废支承辊都能进行修复，修复后满足支承辊的综合机械性能和使用寿命要求，并缩短了支撑辊的制造周期，而且采用该方法可多次修复，降低了成本，节约了能耗。
Description
技术领域
本发明属于冷轧支承辊技术领域，更具体地说，涉及一种冷轧支承辊的修复方法。
背景技术
支撑辊一般用于板带轧制设备的关键和核心部位，是轧机中用来支承工作辊或中间辊，以便在轧制时防止工作辊出现挠曲变形而影响板形质量的重要部件，是大型冷轧、热轧设备的基础件。随着近几年我国工业的高速发展，钢铁需求量不断增加，作为轧钢生产中主要备件的大型冶金支承辊的年需求量超过10万吨，耗资近百亿元。目前，支承辊的制造工艺需历经电炉冶炼、炉外精炼、铸造、锻造、多次热处理和机加工等繁杂工序，需要消耗大量能源，而且要排出大量的废水、废气和废渣。然而，冶金支承辊服役条件恶劣，支承辊每次上机时间15～20天，工作过程中承受不规则磨损、弯辊力、轧制冲击等导致的附加应力，工作条件十分恶劣，易出现裂纹、剥落等表面缺陷，造成过早的报废，通常轧辊报废时其金属损耗仅为总重的15％左右。目前国内大部分报废支承辊当作原料回炉冶炼，造成资源和能源的巨大浪费。
冷轧支承辊在使用过程中，多数因局部剥落失去少量工作层，或磨损出现裂纹而导致无法使用，但其基体良好，如果直接报废会造成资源浪费，导致钢厂的辊耗居高不下，生产成本上升。所以，目前人们采用各种方法对报废的支承辊进行修复，以降低支承辊的使用成本。现有技术中最常见的方式是采用堆焊的方法修复支承辊，如中国专利申请号为：201510788434.7，公开日为：2016年1月6日的专利文献，公开了一种用于修复冷轧平整支撑辊的堆焊方法，该方法包括以下步骤，首先去除轧辊表面的疲劳层和裂纹，然后预热到一定温度，再进行焊接，焊接时先焊打底层，再焊工作层，焊接完成后进行脱氢处理，最后再进行机加工打磨堆焊层。该方法采用普通的药芯焊丝、特定的堆焊方法和堆焊条件对失效后的轧辊进行处理，以力求达到修复后轧辊的目的。同样，申请号为：201310428039.9，名称为：一种轧辊焊接修复方法的中国专利申请文件，申请号为：201310626770.2，名称为：一种冷弯轧辊焊接修复方法的中国专利申请文件，都采用堆焊的方式对轧辊进行焊接修复。类似的专利还有很多，在此就不在一一列举出，它们均是采用堆焊对轧辊进行修复，但是，采用以上技术对磨损轧辊进行堆焊修复，普遍存在以下问题：堆焊修复层硬度均匀性差，轧辊使用极不稳定；堆焊修复层易出现夹杂、气孔和裂纹等缺陷，导致轧辊耐磨性的下降；堆焊修复层强韧性低，导致轧辊使用中易出现疲劳开裂和剥落，降低堆焊修复轧辊的使用寿命。
另外，目前也有人采用热喷涂的方法进行轧辊修复，如中国专利申请号为：201510116253.X，公开日为：2015年5月27日的专利文献，公开了中一种轧辊修复层，在轧辊基体表面依次热喷涂金属层、金属-陶瓷复合层和陶瓷层制备而成；金属层用金属材料热喷涂到基体表面而成；金属-陶瓷复合层用金属材料和陶瓷材料的混合物热喷涂到金属层表面而成，该混合物是由使用的金属材料和陶瓷材料混合而成；陶瓷层用陶瓷材料热喷涂到金属-陶瓷复合层表面而成。该方案采用上述轧辊修复层修复轧辊，但是，目前国内外在轧辊修复和制造领域，热喷涂技术还没有得到广泛的应用，主要的原因一方面是损坏的支撑辊表面往往具有裂纹，不能直接进行喷涂修复，另一方面是它还没有能够有效解决轧辊上热喷涂制备超厚涂层和服役过程中涂层易脱离等问题。
当然，也有设想采用镶套的形式对轧辊进行修复，如中国专利申请号为：201220151442.2，公开日为：2012年12月12日的实用新型专利，一种用于大型冷轧机的组合支撑辊，其特征在于：所述的组合支撑辊包括辊轴和辊套；所述的辊套与辊轴热装为一体构成组合支撑辊。该方案利用辊身磨损或局部剥落的废旧支撑辊进行表面修复加工为辊轴，并对应辊轴制造一锻钢辊套，将锻钢辊套油浴加热后与辊轴通过热装成一体，对支撑辊进行修复。但是，它仅仅说明将辊套热装到支撑辊上形成一体结构，没有给出具体如何实现修复的方法，支撑辊修复后能否达到使用要求其具体的修复过程才是关键，如果处理不当，往往在使用时出现辊套相对支承辊基体的转动，错位偏移，甚至脱落，更本无法使用，而该方案均没有给出具体的实现方法，其它现有技术也没有给出，有待进一步完善。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有冷轧支承辊由于出现裂纹、剥落等表面缺陷造成报废，采用堆焊修复或者热喷涂修复存在上述缺陷的问题，本发明提供一种冷轧支承辊的修复方法，通过对支承辊基体和辊套进行特殊处理，再将辊套镶到支承辊基体上形成一体，最后机加工实现支承辊的修复。相比现有的堆焊修复和热喷涂修复方式，该方案更加简单，对于磨损较严重、裂纹较深的报废支承辊都能进行修复，修复后满足支承辊的综合机械性能和使用寿命要求，并缩短了支撑辊的制造周期，而且采用该方法可多次修复，降低了成本，节约了能耗。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种冷轧支承辊的修复方法，其操作步骤为：
一、清洗探伤处理
对待修复支承辊进行清洗，去除表面油污和杂质，并擦拭干净；然后，进行探伤处理，对辊面上裂纹出进行标记；
二、支承辊的加工处理
将经步骤一处理后的支承辊先进行车削加工，去除支承辊基体表面裂纹，然后在磨床上进行磨削，磨削后支承辊基体的直径为D1mm，公差值为X1mm；
三、辊套的加工处理
①粗加工：取与支承辊材料相同的环形锻件，先在车床上进行粗车，所有面保留8～10mm余量，得到辊套毛坯；
②调质处理：电炉预热至650～680℃，将步骤①得到的辊套毛坯放入炉中，预热3～5h，炉内温度加热到860～880℃，保温4～6h；油淬，冷却至175～200℃，然后再放入炉温650～680℃的炉内保温4～6h，随炉冷却至400℃后，空冷至常温；
③精加工：对步骤②处理后的辊套毛坯进行精车加工，各面保留1～2mm余量；
④热处理：将步骤③得到的辊套先加热至660～685℃，保温3～5h，然后加热至830～870℃，保温50min～1h，再加热至960～990℃，保温0.5～1h后对辊套外圆周面进行喷水冷却，在3～5min将辊套温度降低至240～270℃，空冷至常温；
⑤回火处理：对步骤④得到的辊套进行回火处理，回火温度为140～150℃，保温4～5h，随炉冷却至常温；然后进行二次回火，回火温度为380～450℃，保温24～30h，空冷至常温；
⑥磨削加工：磨削经步骤⑤处理后辊套的内孔直径至D1mm，并保证公差为X2mm；
四、辊套镶嵌
先将步骤三处理后得到的辊套加热，再将辊套套在支承辊基体外，空冷至常温，最后，精磨支承辊，使辊套的端面与支承辊基体的端面相齐平，直径加工到规定尺寸，完成支承辊的修复。
进一步地，所述的步骤一中对待修复支承辊的探伤处理为：先对支承辊的辊颈进行着色探伤，保证辊颈无裂纹；再观察并标记支承辊基体表面肉眼可见的裂纹，接着用超声波探伤仪对支承辊基体表面进行探伤，标记肉眼无法识别的裂纹。
进一步地，所述的步骤二中去除支承辊基体表面裂纹的具体操作为：先将支承辊吊装到机床上，并用双顶针从支承辊的两端将其顶住；然后在支承辊基体两侧的辊颈上各放置一个百分表，机床启动驱动支承辊转动，调整支承辊保证两个百分表的跳动均在0.01mm之内，对支承辊基体表面进行切削加工。
进一步地，所述步骤二中切削加工的切削速度控制在40～45转/min，进给量为0.2～0.35mm，背吃刀量为4～6mm，加工后支承辊基体表面粗糙度为3.2。
进一步地，所述步骤二中切削加工的切削速度控制在42转/min，进给量为0.3mm，背吃刀量为5mm。
进一步地，所述步骤三辊套的加工处理中：
①粗加工：取与支承辊材料相同的环形锻件，先在车床上进行粗车，所有面保留9mm余量，得到辊套毛坯；
②调质处理：电炉预热至665℃，将步骤①得到的辊套毛坯放入炉中，预热4h，炉内温度加热到870℃，保温5h；油淬，冷却至190℃，然后再放入炉温670℃的炉内保温5h，随炉冷却至400℃后，空冷至常温；
③精加工：对步骤②处理后的辊套毛坯进行精车加工，各面保留1.5mm余量；
④热处理：将步骤③得到的辊套先加热至670℃，保温4h，然后加热至850℃，保温55min，再加热至975℃，保温0.8h后对辊套外圆周面进行喷水冷却4min，将辊套温度降低至255℃，空冷至常温；
⑤回火处理：对步骤④得到的辊套进行回火处理，回火温度为145℃，保温4.5h，随炉冷却至常温；然后进行二次回火，回火温度为410℃，保温27h，空冷至常温；
⑥磨削加工：磨削经步骤⑤处理后辊套的内孔直径。
进一步地，所述支承辊基体外径公差X1与辊套的内孔公差X2满足：其中，D为支承辊的工作直径，单位mm；
进一步地，所述步骤四中，辊套加热温度为T℃，满足其中，D为支承辊的工作直径，单位mm。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明一种冷轧支承辊的修复方法，通过镶嵌辊套的方式对破损的冷轧支承辊进行修复，相比传统的堆焊修复和热喷涂修复方式，该方案更加简单，对于磨损较严重、裂纹较深的报废支承辊都能进行修复，修复后满足支承辊的综合机械性能和使用寿命要求，并缩短了支撑辊的制造周期，而且采用该方法可多次修复，降低了成本，节约了能耗；
(2)本发明一种冷轧支承辊的修复方法，由于辊套为空心的圆环件，不同于支承辊为实心的柱形件，而且要求辊套热装后能牢固地镶嵌在支承辊基体上，其关键就在于热处理工艺上，本发明先通过调质处理调整轧辊组织，消除网状碳化物，获得索氏体组织或索氏体组织和均匀的颗粒状碳化物组织，增加了冷轧支承辊的组织均匀性、硬度落差小，耐磨性更好、抗剥落能力更强，提高轧辊的综合性能；再通过表面喷淋淬火，使表层到心部形成一定梯度的温度场，在表层一定深度范围内发生组织转变，达到一定的淬硬层，使轧辊具有较高的表面硬度，提高耐磨性，同时辊套内表面具有较高韧性，在后续热装辊套时具有一定的延展性，且避免辊套表面开裂，辊套镶嵌后与支承辊基体结合性好；
(3)本发明一种冷轧支承辊的修复方法，支承辊基体和辊套的配合公差根据支承辊基体磨削后直径和支承辊工作直径满足特定要求(支承辊基体外径公差X1与辊套的内孔公差X2满足：其中，D为支承辊的工作直径，D1为支承辊基体磨削后直径)，这样，辊套镶嵌后与支承辊基体结合性很好，修复后的支承辊在工作过程中不会发生辊套相对支承辊基体的转动，错位偏移，甚至脱落，从而提高工作稳定性；
(4)本发明一种冷轧支承辊的修复方法，辊套与支承辊基体之间通过过盈配合，辊套镶嵌安装时需要进行热装，本发明控制热装时，辊套加热温度T满足(其中，D为支承辊的工作直径，D1为支承辊基体磨削后直径)，根据支承辊基体磨削后直径和支承辊工作直径确定，满足该条件时，保证热装时辊套的膨胀延展大小的满足要求下的前提下，避免辊套表面开裂，从而顺利完成辊套镶嵌。
附图说明
图1为一种冷轧支承辊的结构示意图。
图中：1、支承辊基体；2、辊颈。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。
实施例1
本实施例提供了一种冷轧支承辊的修复方法，所修复的冷轧支承辊如图1所示，其材料为9Cr2Mo，支承辊基体1的原始工作直径D＝650mm，辊颈2的直径d＝360mm，具体操作步骤为：
一、清洗探伤处理
先使用汽油对待修复支承辊清洗，去除表面油污和杂质，并擦拭干净；然后对支承辊的辊颈2进行着色探伤，若发现辊颈2上存在裂纹，则该支承辊报废，不能进行修复，因为辊颈2是支承辊安装轴承的位置，为支撑部位，直接影响支承辊工作性能及安全性，辊颈2上如果存在裂纹，由于支承辊工作环境的恶劣，存在交变应力、振动等工况，随着工作时间的不断推移，裂纹会慢慢向四周扩展，不仅支承辊稳定性下降，而且支承辊可能发生断裂、飞出的状况，造成严重的安全隐患，经着色探伤检测辊颈2未发现裂纹，再观察并标记支承辊基体1表面肉眼可见的裂纹，标记有3处，接着用HANWEI HS606超声波探伤仪对支承辊基体1表面进行探伤，标记肉眼无法识别的裂纹，避免在后续切削加工时不能将所有裂纹都去除，发现并标记2处。因此，该支承辊总共有5处裂纹。
二、支承辊的加工处理
先将支承辊吊装到机床上，并用双顶针从支承辊的两端将其顶住；然后在支承辊基体1两侧的辊颈2上各放置一个百分表，开启机床，调整支承辊保证两个百分表的跳动均在0.01mm之内，以两个辊颈2为基准，并采用两个百分表进行找准，更加准确快速，支承辊基体1切削量可达到最小，保证支承辊修复后支承辊基体1和辊颈2之间的同轴度；接着对支承辊基体1表面进行切削加工，去除所有裂纹，得到光洁的支承辊基体1表面；本实施例中，切削速度控制在40转/min，进给量为0.2mm，背吃刀量为4mm，在保证切削效率的前提下，提高支承辊基体1的表面质量，也避免车刀刀口崩裂，所得到支承辊基体1的直径为551.2mm，表面粗糙度为3.2；车削完成后，再次用HANWEI HS606超声波探伤仪对切削后的支承辊基体1表面进行探伤，检测内部无裂纹缺陷；最后，磨削支承辊基体1表面，使其表面粗糙度达到1.6，测量支承辊基体1的直径D1＝550±0.02mm，即公差值为X1＝0.02-(-0.02)mm＝0.04mm。
三、辊套的加工处理
①粗加工：取与支承辊材料相同的环形锻件，即9Cr2Mo锻件，先在车床上进行粗车，所有面保留8mm余量，得到辊套毛坯；
②调质处理：电炉预热至650℃，将步骤①得到的辊套毛坯放入炉中，预热3h，炉内温度加热到860℃，保温4h；20号普通淬火油油淬冷却至175℃，然后再放入炉温650℃的炉内保温4h，随炉冷却至400℃后，空冷至常温；
③精加工：对步骤②处理后的辊套毛坯进行精车加工，各面保留1mm余量；
④热处理：将步骤③得到的辊套先加热至660℃，保温3h，然后加热至830℃，保温50min，再加热至960℃，保温0.5h后对辊套外圆周面进行喷水冷却，3min将辊套温度降低至240℃，空冷至常温；
⑤回火处理：对步骤④得到的辊套进行回火处理，回火温度为140℃，保温4h，随炉冷却至常温；然后进行二次回火，回火温度为380℃，保温24h，空冷至常温；
⑥磨削加工：磨削经步骤⑤处理后辊套的内孔直径至550mm，并保证其公差值X2满足：即辊套与支承辊基体1过盈配合的过硬量为0.24mm，因X1＝0.04mm，则X2＝0.20mm，且支承辊基体1磨削后的直径D1＝550±0.02mm，则辊套的内孔直径取辊套镶嵌后与支承辊基体1结合性可以达到最好，修复后的支承辊在工作过程中不会发生辊套相对支承辊基体的转动，错位偏移，甚至脱落，从而提高工作稳定性。
对得到的辊套硬度进行检测，其表面硬度为87.6HS，辊身有效淬硬深度为10.2mm，表面均匀度均匀性≤1.5HSD，淬硬层内硬度降落小，过渡层硬度变化梯度≤1.8HS/mm，残余拉应力峰值明显减小。
四、辊套镶嵌
先将辊套加热，加热温度为T℃，且满足：再将辊套套在支承辊基体1外，并确保辊套两端面距离支承辊基体1两端面的距离差在0.5mm以内，空冷至常温；最后，精磨支承辊，使辊套的端面与支承辊基体1的端面相齐平，直径加工至φ650mm，表面粗糙度为1.6，完成支承辊的修复。
采用该修复后的支承辊进行冷轧工作，连续运行1000小时未出现辊套相对支承辊基体1的转动，无错位偏移，辊套表面未出现起瘤、掉块、裂纹、剥落等缺陷，工作稳定性好。
实施例2
本实施例提供了一种冷轧支承辊的修复方法，所修复的冷轧支承辊如图1所示，其材料为9Cr2Mo，支承辊基体1的原始工作直径D＝700mm，辊颈2的直径d＝380mm，具体操作步骤为：
一、清洗探伤处理
先使用汽油对待修复支承辊清洗，去除表面油污和杂质，并擦拭干净；然后对支承辊的辊颈2进行着色探伤，未发现裂纹，再观察并标记支承辊基体1表面肉眼可见的裂纹，标记有4处，接着用HANWEI HS606超声波探伤仪对支承辊基体1表面进行探伤，标记肉眼无法识别的裂纹，避免在后续切削加工时不能将所有裂纹都去除，发现并标记2处。因此，该支承辊总共有6处裂纹。
二、支承辊的加工处理
先将支承辊吊装到机床上，并用双顶针从支承辊的两端将其顶住；然后在支承辊基体1两侧的辊颈2上各放置一个百分表，开启机床，调整支承辊保证两个百分表的跳动均在0.01mm之内；接着对支承辊基体1表面进行切削加工，去除所有裂纹，得到光洁的支承辊基体1表面；本实施例中，切削速度控制在42转/min，进给量为0.3mm，背吃刀量为5mm，在保证切削效率的前提下，提高支承辊基体1的表面质量，也避免车刀刀口崩裂，所得到支承辊基体1的直径为621.5mm，表面粗糙度为3.2；车削完成后，再次用HANWEI HS606超声波探伤仪对切削后的支承辊基体1表面进行探伤，检测内部无裂纹缺陷；最后，磨削支承辊基体1表面，使其表面粗糙度达到1.6，测量支承辊基体1的直径即公差值为X1＝0.03-(-0.01)mm＝0.04mm。
三、辊套的加工处理
①粗加工：取与支承辊材料相同的环形锻件，即9Cr2Mo锻件，先在车床上进行粗车，所有面保留9mm余量，得到辊套毛坯；
②调质处理：电炉预热至665℃，将步骤①得到的辊套毛坯放入炉中，预热4h，炉内温度加热到870℃，保温5h；20号普通淬火油油淬冷却至190℃，然后再放入炉温670℃的炉内保温5h，随炉冷却至400℃后，空冷至常温；
③精加工：对步骤②处理后的辊套毛坯进行精车加工，各面保留1.5mm余量；
④热处理：将步骤③得到的辊套先加热至670℃，保温4h，然后加热至850℃，保温55min，再加热至975℃，保温0.8h后对辊套外圆周面进行喷水冷却，4min将辊套温度降低至255℃，空冷至常温；
⑤回火处理：对步骤④得到的辊套进行回火处理，回火温度为145℃，保温4.5h，随炉冷却至常温；然后进行二次回火，回火温度为410℃，保温27h，空冷至常温；
⑥磨削加工：磨削经步骤⑤处理后辊套的内孔直径至620mm，并保证其公差值X2满足：即辊套与支承辊基体1过盈配合的过硬量为0.22mm，因X1＝0.04mm，则X2＝0.18mm，且支承辊基体1磨削后的直径则辊套的内孔直径取辊套镶嵌后与支承辊基体1结合性可以达到最好，修复后的支承辊在工作过程中不会发生辊套相对支承辊基体的转动，错位偏移，甚至脱落，从而提高工作稳定性。
对得到的辊套硬度进行检测，其表面硬度为88.3HS，辊身有效淬硬深度为11.3mm，表面均匀度均匀性≤1.5HSD，淬硬层内硬度降落小，过渡层硬度变化梯度≤2HS/mm，残余拉应力峰值明显减小。
四、辊套镶嵌
先将辊套加热，加热温度为T℃，且满足：再将辊套套在支承辊基体1外，并确保辊套两端面距离支承辊基体1两端面的距离差在0.5mm以内，空冷至常温；最后，精磨支承辊，使辊套的端面与支承辊基体1的端面相齐平，直径加工至φ700mm，表面粗糙度为1.6，完成支承辊的修复。
采用该修复后的支承辊进行冷轧工作，连续运行1025小时未出现辊套相对支承辊基体1的转动，无错位偏移，辊套表面未出现起瘤、掉块、裂纹、剥落等缺陷，工作稳定性好。
实施例3
本实施例提供了一种冷轧支承辊的修复方法，所修复的冷轧支承辊如图1所示，其材料为9Cr2Mo，支承辊基体1的原始工作直径D＝750mm，辊颈2的直径d＝400mm，具体操作步骤为：
一、清洗探伤处理
先使用汽油对待修复支承辊清洗，去除表面油污和杂质，并擦拭干净；然后对支承辊的辊颈2进行着色探伤，未发现裂纹，再观察并标记支承辊基体1表面肉眼可见的裂纹，标记有2处，接着用HANWEI HS606超声波探伤仪对支承辊基体1表面进行探伤，标记肉眼无法识别的裂纹，避免在后续切削加工时不能将所有裂纹都去除，发现并标记5处。因此，该支承辊总共有7处裂纹。
二、支承辊的加工处理
先将支承辊吊装到机床上，并用双顶针从支承辊的两端将其顶住；然后在支承辊基体1两侧的辊颈2上各放置一个百分表，开启机床，调整支承辊保证两个百分表的跳动均在0.01mm之内；接着对支承辊基体1表面进行切削加工，去除所有裂纹，得到光洁的支承辊基体1表面；本实施例中，切削速度控制在45转/min，进给量为0.35mm，背吃刀量为6mm，在保证切削效率的前提下，提高支承辊基体1的表面质量，也避免车刀刀口崩裂，所得到支承辊基体1的直径为642mm，表面粗糙度为3.2；车削完成后，再次用HANWEI HS606超声波探伤仪对切削后的支承辊基体1表面进行探伤，检测内部无裂纹缺陷；最后，磨削支承辊基体1表面，使其表面粗糙度达到1.6，测量支承辊基体1的直径即公差值为X1＝0-(-0.03)mm＝0.03mm。
三、辊套的加工处理
①粗加工：取与支承辊材料相同的环形锻件，即9Cr2Mo锻件，先在车床上进行粗车，所有面保留10mm余量，得到辊套毛坯；
②调质处理：电炉预热至680℃，将步骤①得到的辊套毛坯放入炉中，预热5h，炉内温度加热到880℃，保温6h；20号普通淬火油油淬冷却至200℃，然后再放入炉温680℃的炉内保温6h，随炉冷却至400℃后，空冷至常温；
③精加工：对步骤②处理后的辊套毛坯进行精车加工，各面保留2mm余量；
④热处理：将步骤③得到的辊套先加热至685℃，保温5h，然后加热至870℃，保温1h，再加热至990℃，保温1h后对辊套外圆周面进行喷水冷却，5min将辊套温度降低至270℃，空冷至常温；
⑤回火处理：对步骤④得到的辊套进行回火处理，回火温度为150℃，保温5h，随炉冷却至常温；然后进行二次回火，回火温度为450℃，保温30h，空冷至常温；
⑥磨削加工：磨削经步骤⑤处理后辊套的内孔直径至640mm，并保证其公差值X2满足：即辊套与支承辊基体1过盈配合的过硬量为0.24mm，因X1＝0.03mm，则X2＝0.21mm，且支承辊基体1磨削后的直径则辊套的内孔直径取辊套镶嵌后与支承辊基体1结合性可以达到最好，修复后的支承辊在工作过程中不会发生辊套相对支承辊基体的转动，错位偏移，甚至脱落，从而提高工作稳定性。
对得到的辊套硬度进行检测，其表面硬度为87.9HS，辊身有效淬硬深度为10.8mm，表面均匀度均匀性≤1.7HSD，淬硬层内硬度降落小，过渡层硬度变化梯度≤1.7HS/mm，残余拉应力峰值明显减小。
四、辊套镶嵌
先将辊套加热，加热温度为T℃，且满足：再将辊套套在支承辊基体1外，并确保辊套两端面距离支承辊基体1两端面的距离差在0.5mm以内，空冷至常温；最后，精磨支承辊，使辊套的端面与支承辊基体1的端面相齐平，直径加工至φ750mm，表面粗糙度为1.6，完成支承辊的修复。
采用该修复后的支承辊进行冷轧工作，连续运行1048小时未出现辊套相对支承辊基体1的转动，无错位偏移，辊套表面未出现起瘤、掉块、裂纹、剥落等缺陷，工作稳定性好。
本发明一种冷轧支承辊的修复方法，通过对支承辊基体和辊套进行特殊处理，再将辊套镶到支承辊基体上形成一体，最后机加工实现支承辊的修复，相比现有的堆焊修复和热喷涂修复方式，该方案更加简单，对于磨损较严重、裂纹较深的报废支承辊都能进行修复，修复后满足支承辊的综合机械性能和使用寿命要求，并缩短了支撑辊的制造周期，而且采用该方法可进行多次修复，降低了成本，节约了能耗。
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种冷轧支承辊的修复方法，其操作步骤为：
一、清洗探伤处理
对待修复支承辊进行清洗，去除表面油污和杂质，并擦拭干净；然后，进行探伤处理，对辊面上裂纹处进行标记；
二、支承辊的加工处理
将经步骤一处理后的支承辊先进行车削加工，去除支承辊基体(1)表面裂纹，然后在磨床上进行磨削，磨削后支承辊基体(1)的直径为D1mm，公差值为X1mm；
三、辊套的加工处理
①粗加工：取与支承辊材料相同的环形锻件，先在车床上进行粗车，所有面保留8～10mm余量，得到辊套毛坯；
②调质处理：电炉预热至650～680℃，将步骤①得到的辊套毛坯放入炉中，预热3～5h，炉内温度加热到860～880℃，保温4～6h；出炉，油淬，冷却至175～200℃，然后再放入炉温650～680℃的炉内保温4～6h，随炉冷却至400℃后，空冷至常温；
③精加工：对步骤②处理后的辊套毛坯进行精车加工，各面保留1～2mm余量；
④热处理：将步骤③得到的辊套先加热至660～685℃，保温3～5h，然后加热至830～870℃，保温50min～1h，再加热至960～990℃，保温0.5～1h后对辊套外圆周面进行喷水冷却，在3～5min将辊套温度降低至240～270℃，空冷至常温；
⑤回火处理：对步骤④得到的辊套进行回火处理，回火温度为140～150℃，保温4～5h，随炉冷却至常温；然后进行二次回火，回火温度为380～450℃，保温24～30h，空冷至常温；
⑥磨削加工：磨削经步骤⑤处理后辊套的内孔直径至D1mm，并保证公差值为X2mm；
四、辊套镶嵌
先将步骤三处理后得到的辊套加热，再将辊套套在支承辊基体(1)外，空冷至常温，最后，精磨支承辊，使辊套的端面与支承辊基体(1)的端面相齐平，直径加工到规定尺寸，完成支承辊的修复。
2.根据权利要求1所述的一种冷轧支承辊的修复方法，其特征在于：所述的步骤一中对待修复支承辊的探伤处理为：先对支承辊的辊颈(2)进行着色探伤，保证辊颈(2)无裂纹；再观察并标记支承辊基体(1)表面肉眼可见的裂纹，接着用超声波探伤仪对支承辊基体(1)表面进行探伤，标记肉眼无法识别的裂纹。
3.根据权利要求1所述的一种冷轧支承辊的修复方法，其特征在于：所述的步骤二中去除支承辊基体(1)表面裂纹的具体操作为：先将支承辊吊装到机床上，并用双顶针从支承辊的两端将其顶住；然后在支承辊基体(1)两侧的辊颈(2)上各放置一个百分表，机床启动驱动支承辊转动，调整支承辊保证两个百分表的跳动均在0.01mm之内，对支承辊基体(1)表面进行切削加工。
4.根据权利要求3所述的一种冷轧支承辊的修复方法，其特征在于：所述步骤二中切削加工的切削速度控制在40～45转/min，进给量为0.2～0.35mm，背吃刀量为4～6mm，加工后支承辊基体(1)表面粗糙度为3.2。
5.根据权利要求4所述的一种冷轧支承辊的修复方法，其特征在于：所述步骤二中切削加工的切削速度控制在42转/min，进给量为0.3mm，背吃刀量为5mm。
6.根据权利要求1所述的一种冷轧支承辊的修复方法，其特征在于：所述步骤三辊套的加工处理中：
①粗加工：取与支承辊材料相同的环形锻件，先在车床上进行粗车，所有面保留9mm余量，得到辊套毛坯；
②调质处理：电炉预热至665℃，将步骤①得到的辊套毛坯放入炉中，预热4h，炉内温度加热到870℃，保温5h；油淬，冷却至190℃，然后再放入炉温670℃的炉内保温5h，随炉冷却至400℃后，空冷至常温；
③精加工：对步骤②处理后的辊套毛坯进行精车加工，各面保留1.5mm余量；
④热处理：将步骤③得到的辊套先加热至670℃，保温4h，然后加热至850℃，保温55min，再加热至975℃，保温0.8h后对辊套外圆周面进行喷水冷却4min，将辊套温度降低至255℃，空冷至常温；
⑤回火处理：对步骤④得到的辊套进行回火处理，回火温度为145℃，保温4.5h，随炉冷却至常温；然后进行二次回火，回火温度为410℃，保温27h，空冷至常温；
⑥磨削加工：磨削经步骤⑤处理后辊套的内孔直径。
7.根据权利要求1所述的一种冷轧支承辊的修复方法，其特征在于：所述支承辊基体(1)外径公差X1与辊套的内孔公差X2满足：其中，D为支承辊的工作直径，单位mm。
8.根据权利要求1所述的一种冷轧支承辊的修复方法，其特征在于：所述步骤四中，辊套加热温度为T℃，满足其中，D为支承辊的工作直径，单位mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611082997.5A CN106425275B (zh) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | 一种冷轧支承辊的修复方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611082997.5A CN106425275B (zh) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | 一种冷轧支承辊的修复方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106425275A CN106425275A (zh) | 2017-02-22 |
| CN106425275B true CN106425275B (zh) | 2018-10-30 |
Family
ID=58224200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611082997.5A Active CN106425275B (zh) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | 一种冷轧支承辊的修复方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106425275B (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107159714B (zh) * | 2017-05-22 | 2018-11-30 | 河钢股份有限公司邯郸分公司 | 一种对冷轧支撑辊工作面进行局部修磨的方法 |
| CN108704941A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-10-26 | 泰尔重工股份有限公司 | 一种新型的镶套支承辊 |
| CN109108569A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-01-01 | 李统帅 | 一种轧机废旧支承辊镶套修复工艺 |
| CN109865982A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-06-11 | 洛阳工信机械设备研究所有限公司 | 一种用于大中型报废支承辊的全新修复工艺 |
| CN111804733B (zh) * | 2020-07-07 | 2022-03-15 | 酒泉钢铁(集团)有限责任公司 | 一种铝合金铸轧用铸轧辊的加工及装配方法 |
| CN112692510B (zh) * | 2020-12-17 | 2022-06-21 | 天津重型装备工程研究有限公司 | 一种支承辊局部剥落的修复方法 |
| CN112719777A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-30 | 常熟市亿豪轧辊有限公司 | 一种废旧支撑辊镶套再生工艺 |
| CN113020893A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-06-25 | 西安热工研究院有限公司 | 一种风电机组主轴磨损件的修复回用方法 |
| CN113441902A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-09-28 | 成都三强轧辊股份有限公司 | 轧辊的修复方法 |
| CN114798476B (zh) * | 2022-04-28 | 2024-04-16 | 浙江恒成硬质合金有限公司 | 圆环类工件内孔补救方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1142415A (zh) * | 1995-08-04 | 1997-02-12 | 史国山 | 一种轧辊的修复工艺方法 |
| CN1074323C (zh) * | 1996-08-13 | 2001-11-07 | 鞍钢附企冷轧冶金设备公司 | 冷轧工作辊镶套再生工艺 |
| CN2587541Y (zh) * | 2002-12-11 | 2003-11-26 | 宋晓波 | 组合轧辊 |
| CN102078882A (zh) * | 2010-11-25 | 2011-06-01 | 江苏润孚机械轧辊制造有限公司 | 镶套式锻钢支承辊 |
-
2016
- 2016-11-30 CN CN201611082997.5A patent/CN106425275B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106425275A (zh) | 2017-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106425275B (zh) | 一种冷轧支承辊的修复方法 | |
| CN109468634B (zh) | 一种激光熔覆技术恢复轧机阶梯垫精度的工艺方法 | |
| CN107201524B (zh) | 旋轮表面激光强化加工成形方法 | |
| CN103706921B (zh) | 热连轧精轧机支承辊堆焊修复方法 | |
| CN104741499B (zh) | 一种夹心层锻模及锻模夹心层堆焊的制备方法 | |
| CN112442634B (zh) | 一种高强高韧型大型马氏体不锈钢环锻件及其制造方法 | |
| CN110369669B (zh) | 一种基于不锈钢材料的航空压气机叶片的锻造工艺 | |
| CN104148806B (zh) | 一种高铬铸钢轧辊表层疲劳微裂纹激光快速修复方法 | |
| CN102357778A (zh) | 一种拉矫辊的制造方法 | |
| CN110747458A (zh) | 热轧定宽压力机曲轴的修复方法 | |
| CN112108597B (zh) | 一种变形高温合金叶片锻件及其精锻方法 | |
| CN105297009A (zh) | 一种对中辊的激光熔覆修复工艺 | |
| CN107150205A (zh) | 用于报废大型锻钢支承辊循环再生的方法 | |
| CN114310148A (zh) | 一种工作轧辊表面质量的修复方法 | |
| CN102837116A (zh) | 一种不锈钢冷轧支承辊堆焊修复技术 | |
| CN110814664B (zh) | 一种温锻及螺纹零缺陷螺栓的制造方法 | |
| CN103658929A (zh) | 堆焊修复、制作弯曲辊的方法 | |
| CN103316918A (zh) | 一种新型复合热轧辊及其制造方法 | |
| CN110257819A (zh) | 轧辊的激光熔覆再处理方法 | |
| CN101856778A (zh) | 一种铝线杆连铸连轧辊的修复方法 | |
| CN102310184A (zh) | 耐磨复合钢板的制造方法及制备的复合钢板 | |
| CN108453467A (zh) | 一种使用堆焊修复技术制造弯曲辊的方法 | |
| CN108340123A (zh) | 一种板带轧机支承辊报废后的改制方法 | |
| CN109262203B (zh) | 一种耐冲击合金工具钢钢球的制备方法 | |
| CN113199200A (zh) | 一种支撑辊端头倒角及辊颈激光熔覆修复工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Repair method of cold-rolled support roller Effective date of registration: 20191111 Granted publication date: 20181030 Pledgee: Hengshan Ma'anshan finance Company limited by guarantee Pledgor: MAANSHAN HENGQIANG ALLOY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2019980000561 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20211012 Granted publication date: 20181030 Pledgee: Hengshan Ma'anshan finance Company limited by guarantee Pledgor: MAANSHAN HENGQIANG ALLOY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2019980000561 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A repair method of cold rolling backup roll Effective date of registration: 20211112 Granted publication date: 20181030 Pledgee: Hengshan Ma'anshan finance Company limited by guarantee Pledgor: MAANSHAN HENGQIANG ALLOY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980012413 |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 243000 Danyang Town Industrial Park, bwang District, Ma'anshan, Anhui Patentee after: Maanshan Hengqiang Alloy Technology Co.,Ltd. Address before: 243000 Danyang Town Industrial Park, bwang District, Ma'anshan, Anhui Patentee before: MAANSHAN HENGQIANG ALLOY TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20221130 Granted publication date: 20181030 Pledgee: Hengshan Ma'anshan finance Company limited by guarantee Pledgor: MAANSHAN HENGQIANG ALLOY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980012413 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Repair Method for Cold Rolling Support Rolls Effective date of registration: 20231127 Granted publication date: 20181030 Pledgee: Dangtu County sub branch of China Post Savings Bank Co.,Ltd. Pledgor: Maanshan Hengqiang Alloy Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980067422 |