CN106624447A - 森吉米尔轧机二中间辊堆焊修复再造用药芯焊丝及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种森吉米尔轧机二中间辊堆焊修复再造用药芯焊丝及制造方法。所述打底层药芯焊丝重量百分比的组分为：C 0.06‑0.08，Si 0.5‑0.6，P/s 0.02‑0.03，Mn 1.2‑1.6，Cr 12‑13.5，Mo+Ni+V 5‑7.0，余量为Fe；打底层硬度HRC 54‑56；工作层药芯焊丝重量百分比的组分为：C 0.2‑0.25，Si 0.5‑0.6，P/s 0.02‑0.03，Mn 1.8‑2.0，Cr 11‑12.5，Mo+Ni+V+W+Ti 4.0‑5.0，余量为Fe；工作层硬度HRC 52‑54。本发明可以堆焊修复再造3次，所述轧辊的使用寿命接近甚至超过新轧辊的使用寿命，修复再造成本仅为新轧辊的30‑50％。

Description

森吉米尔轧机二中间辊堆焊修复再造用药芯焊丝及其制造 方法

技术领域

本发明涉及一种轧辊表面处理技术领域，特别是涉及森吉米尔轧机二中间辊堆焊修复再造用药芯焊丝及其制造方法。

背景技术

我国是钢铁生产和消费大国，其中轧材占85％--90％左右。轧辊是使(轧材)金属产生塑性变形的工具，是轧钢企业生产的关键备件，价格昂贵，其性能直接影响企业的产品质量以及生产成本。随着投入使用时间的延长，磨损在所难免。而磨损改变了轧辊的初始辊形，恶化了辊面质量，这样给产品的质量控制带来了很大的困难。

随着国内冷轧带钢市场的需求，冷轧带钢往高端发展，由原先厚度0.350mm发展到0.05mm，再由0.05mm发展到0.0185mm。随着国内金属包装行业和电子行业的快速发展，产品要求等级更高，厚度越来越薄，现在最小厚度发展到0.05mm。这样一来，传统的轧机就满足不了工艺和质量要求，就必须采用国际上惯用的森吉米尔轧机。

森吉米尔轧机轧辊采用V型排布，使轧辊均匀分布在轧机牌坊内。支撑辊和工作辊较传统轧机直径大幅度减小，在同样轧制力情况下，可以轧制出传统轧机生产不出来的厚度和精度。因为森吉米尔轧机轧辊的直径小，要求轧辊材质质量高，硬度高，整体淬火。在轧制过程中，本身对轧辊的消耗量就偏大，如遇到断代、粘带的情况，轧辊损伤严重，导致轧辊无法再进行使用。

由于森吉米尔轧机轧辊材质合金成分较高，轧辊的价位高于普通轧辊的2-3倍。由于轧辊使用过程中吨消耗量偏大，为降低生产成本，本公司专门研发了用于修复再造此类轧辊的药芯焊丝。经堆焊修复使用，完全可以满足修复森吉米尔轧机轧辊的使用要求，达到甚至可以超过新辊的轧制量，同时可节约30-40％成本。药芯焊丝的制造是绿色环保节能的，符合国家绿色环保的政策，值得推广。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述不足，本发明提供一种森吉米尔轧机二中间辊堆焊修复再造用药芯焊丝及其制造方法。该发明可以堆焊修复再造3-5次，修复轧辊的使用寿命接近甚至超过新轧辊的使用寿命，修复再造成本仅为新轧辊的30-40％。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种森吉米尔轧机二中间辊堆焊修复再造用药芯焊丝，所述药芯焊丝包括打底层药芯焊丝和工作层药芯焊丝，所述打底层药芯焊丝堆焊到基体表面而成，打底层药芯焊丝有如下重量百分比的组分：C 0.06-0.08，Si0.5-0.6，P/s 0.02-0.03，Mn 1.2-1.6，Cr 12-13.5，其它合金元素Mo+Ni+V 5-7.0，余量为Fe；打底层硬度HRC 54-56。所述工作层药芯焊丝堆焊到打底层表面而成，工作层药芯焊丝有如下重量百分比的组分：C 0.2-0.25，Si 0.5-0.6，P/s 0.02-0.03，Mn 1.8-2.0，Cr 11-12.5，其它合金元素Mo+Ni+V+W+Ti 4.0-5.0，余量为Fe；工作层硬度HRC 52-54。

一种森吉米尔轧机二中间辊堆焊修复再造用用药芯焊丝的制造方法，包括如下步骤：

步骤1：原料准备

(1)带钢的选择，化学成分及力学性能

(2)带钢的厚度和纵剪技术要求

适用标准

钢带公称厚度为0.30-0.50mm，公称宽度为900-1250mm药芯焊丝专用冷轧钢带。

引用标准

Q/HYAQ01 冷连轧薄钢板及钢带

Q/HYAQ04 平整商品卷

Q/HYAQ10 钢板及钢带的包装、标志及质量证明

尺寸、外形、重量及允许偏差

▲厚度允许偏差应符合表1的规定

表1

▲钢带的其他尺寸允许偏差、外形要求符合Q/HYAQ01或Q/HYAQ04标准。

成品钢卷重量：

平整卷重量：6.0～10.0吨 目标卷重：8.0～10吨

冷轧卷重量：3.5～5.0吨 目标卷重：4.0～5.0吨

交货状态

钢带经热处理(退火)、平整后交货，表面涂防锈油。

表面质量

▲钢带表面不得有结疤、裂纹、夹杂、折叠和其它对使用有害的缺陷，钢不得有分层。

▲钢带表面允许有≤1/2厚度公差的轻微麻点、轻微划痕，允许有局部的氧化色。

反面允许有≤1/2厚度公差的小气泡和轧辊压痕，但应保证最小厚度。

▲钢带在连续生产的过程中，因对局部的表面缺陷不易发现并难以去除，因此，钢带允许带缺陷交货，但有缺陷的部分不得超过每卷总长度的8％。

▲钢带的表面结构

粗糙度：Ra＝0.50∽1.3υm,目标值：Ra＝0.70∽1.0υm

检测规则和试验方法

钢带的检测规则和试验方法应符合Q/HYAQ01和Q/HYAQ04标准的规定。

包装、标志及质量证明书

钢带的包装、标志、及质量证明书应符合Q/HYAQ10标准的规定。

(3)带钢的清洗；清洗水温度控制在40～60℃，经常清洗水面污物。漂洗水温度控股在70～80℃，经常清理污物。初次换水清洗液配制3～5﹪，水温控制在40～60℃，根据清洗的清洗效果，可采用补清洗剂或全部更换清洗液，全部更换清洗液时应把洗涤槽冲洗干净。清洗后的钢带无可见的油污，并保持烘干后的焊带清洁，干燥。钢带清洗速度以及钢带表面干燥、无水为准。

步骤2：药粉准备

(1)根据药芯焊丝生产的工艺技术要求，确定所需药粉的成分和控制范围微碳铬铁(参照GB/T5683-1987)

钨铁粉(参照GB/T3648--1996)

钼铁(参照GB/T3649--1987)

钒铁(参照GB/T4139--2004)

镍粉(参照GB/T2085--1989)

还原铁粉(参照GB/T4136--1994)

萤石

(2)药粉颗粒度供货要求：

过60目 100％

步骤3：药粉的烘培

铁合金药粉烘烤温度：130℃×4h―6h

矿物粉烘烤温度：500℃×4h―6h

将烘培好的药粉进行搅拌，时间为40～60分钟

步骤4：焊丝的轧制

(1)将配制好的药粉与纵剪清洗好的带钢通过成型机，通过轧制，制造成所需规格的药芯焊丝；填充率：33-35％

(2)将成品焊丝进行贴签包装，

(3)检验标准

使用试验要求：

以报废的森吉米尔(20辊)轧机二中间辊(材质5Cr5WNiMoV)为基体进行堆焊试验

(1)工艺参数：

焊道要平滑，无气孔、夹渣、缺肉、热裂、冷裂等缺陷；层间温度保持200-250℃；

单层厚度3.5-4.5mm，工作层厚度根据图纸工作层厚度确定；

(2)预热预热温度250℃，火焰加热，升温1小时。

(3)最终热处理

最终热处理温度参数：

温度500℃、升温速度40℃/h，保温时间按辊径mm/60来计算保温时间，采用轴流风机内循环保持温度均匀，当降温到小于100℃时方可开炉门；

(4)检验

按轧辊标准做硬度实验HRC53-55；按轧辊标准做超声波探伤。

本发明的有益效果是：该发明的药芯焊丝堆焊修复再造层性价比高，具有优异的基体结合强度、抗高温耐磨性和耐腐蚀性，堆焊修复再造轧辊完全达到新轧辊的使用性能，并且可以堆焊修复再造3-5次，所述轧辊的使用寿命接近甚至超过新轧辊的使用寿命，修复再造成本仅为新轧辊的30-40％。

具体实施方式

实施例1

在本实施例中，以报废的森吉米尔(20辊)轧机二中间辊为基体，在基体表面堆焊修复再造层，该修复再造层从基体表面往外依次由打底层和工作层组成，直径173mm森吉米尔(20辊)轧机二中间辊堆焊修复再造工艺如下：

步骤1：轧辊准备

(1)轧辊疲劳层的车削，轧辊在车床单边最小车削5mm,局部有缺陷的地方车削干净。

(2)车削部分碎屑，做C、S、P、Mn、Cr、Ni、Mo、V化学成分检测。

(3)辊面用超声波做探伤实验。

步骤2：药芯焊丝的准备

(1)打底层药芯焊丝的准备，根据轧辊合金元素成分，配制打底层药芯焊丝的成分，所述打底层焊丝含有如下重量百分比的组分：C 0.07，Si 0.5，P/s 0.02，M 1.2，Cr12.5，其它合金元素Mo+Ni+V 5.6，余量为Fe；打底层结合硬度HRC 55。

(2)工作层药芯焊丝的准备，根据打底层合金元素成分，配制工作层药芯焊丝成分，所述工作层药芯焊丝含有如下重量百分比的组分：C 0.2，Si 0.5，P/s 0.02，M 1.8，Cr12，其它合金元素Mo+Ni+V 4.5，余量为Fe；工作层硬度HRC 53。

(3)药芯焊丝配合实验，要求脱渣干净，不烧损元素、不增硅。

步骤3：轧辊预热

预热温度250℃，火焰加热，升温1小时。

步骤4：焊前准备

(1)药芯焊丝烘干，加温200℃，保温2小时。

(2)调整转速，500mm/分钟。调整机头位置，焊丝伸干量20-30mm。

步骤5：焊接要求

(1)工艺参数：

(2)焊道要平滑，无气孔、夹渣、缺肉、热裂、冷裂的缺陷。

(3)层间温度保持200-250℃。

(4)单层厚度3mm，工作层厚度根据图纸工作层厚度确定。

步骤6：最终热处理

最终热处理温度参数：温度500℃、升温速度100℃/h，升温5h,保温时间按辊径mm/60来计算保温时间，保温时间2h,降温速度不大于20℃/h，采用轴流风机内循环保持温度均匀，当降温到小于100℃时方可开炉门。

步骤7：机加

(1)、按图纸要求车削轧辊，辊面直径大于标准值0.5mm。

(2)、用磨床磨到标准值及光洁度。

步骤8：检验

(1)按轧辊标准做硬度实验53-55HRC。

(2)按轧辊标准做超声波探伤实验。

步骤9：包装

(1)、清除轧辊锈迹，抛光、涂油。

(2)、用塑料布包辊面，用木托支撑辊面并包装带包牢。

(3)、产品质保书。

实施例2

在本实施例中，以报废的森吉米尔(20辊)轧机二中间辊辊径173mm为基体，在基体表面堆焊修复再造层，该修复再造层从基体表面往外依次由打底层和工作层组成，直径173mm森吉米尔(20辊)轧机二中间辊堆焊修复再造工艺如下：

步骤1：轧辊准备

(1)轧辊疲劳层的车削，轧辊在车床单边最小车削5mm,局部有缺陷的地方车削干净。

(2)车削部分碎屑，做C、S、P、Mn、Cr、Ni、Mo、V化学成分检测。

(3)辊面用超声波做探伤实验。

步骤2：焊材准备

(1)打底层药芯焊丝的准备，根据轧辊合金元素成分，配制打底层药芯焊丝的成分，所述打底层焊丝含有如下重量百分比的组分：C 0.07，Si 0.5，P/s 0.02，M 1.2，Cr12.5，其它合金元素Mo+Ni+V 5.6，余量为Fe；打底层硬度HRC 55。

(2)工作层药芯焊丝的准备，根据打底层合金元素成分，配制工作层药芯焊丝成分，所述工作层药芯焊丝含有如下重量百分比的组分：C 0.2，Si 0.5，P/s 0.02，M 1.8，Cr12，其它合金元素Mo+Ni+V 4.5，余量为Fe；工作层硬度HRC 53。

(3)药芯焊丝配合实验，要求脱渣干净，不烧损元素、不增硅。

步骤3：轧辊预热

预热温度250℃，火焰加热，升温1小时。

步骤4：焊前准备

(1)药芯焊丝烘干，加温200℃，保温2小时。

(2)调整转速，500mm/分钟。调整机头位置，焊丝伸干量20-30mm。

步骤5：焊接要求

(1)工艺参数：

(2)焊道要平滑，无气孔、夹渣、缺肉、热裂、冷裂的缺陷。

(3)层间温度保持260-350℃，达不到温度要采用液化气加热。

(4)单层厚度4mm，工作层厚度根据图纸工作层厚度确定。

步骤6：最终热处理

最终热处理温度参数：温度500℃、升温速度100℃/h，升温5h,保温时间按辊径mm/60来计算保温时间，保温时间2h,降温速度不大于20℃/h，采用轴流风机内循环保持温度均匀，当降温到小于100℃时方可开炉门。

步骤7：机加

(1)、按图纸要求车削轧辊，辊面直径大于标准值0.5mm。

(2)、用磨床磨到标准值及光洁度。

步骤8：检验

(1)按轧辊标准做硬度实验HSD 53-55。

(2)按轧辊标准做超声波探伤实验。

步骤9：包装

(1)、清除轧辊锈迹，抛光、涂油。

(2)、用塑料布包辊面，用木托支撑辊面并包装带包牢。

(3)、产品质保书。

Claims (2)

1.一种森吉米尔轧机二中间辊堆焊修复再造用药芯焊丝，其特征在于：所述药芯焊丝包括打底层药芯焊丝和工作层药芯焊丝，所述打底层药芯焊丝堆焊到基体表面而成，打底层药芯焊丝有如下重量百分比的组分：C 0.06-0.08，Si 0.5-0.6，P/s 0.02-0.03，Mn 1.2-1.6，Cr 12-13.5，其它合金元素Mo+Ni+V 5-7.0，余量为Fe；打底层硬度HRC 54-56；所述工作层药芯焊丝堆焊到打底层表面而成，工作层药芯焊丝有如下重量百分比的组分：C 0.2-0.25，Si 0.5-0.6，P/s 0.02-0.03，Mn 1.8-2.0，Cr 11-12.5，其它合金元素Mo+Ni+V+W+Ti4.0-5.0，余量为Fe；工作层硬度HRC 52-54。

2.一种如权利要求1所述的森吉米尔轧机二中间辊堆焊修复再造用药芯焊丝的制造方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤1：原料准备

(1)带钢的选择，化学成分及力学性能

(2)带钢的厚度和纵剪技术要求

适用标准

钢带公称厚度为0.30-0.50mm，公称宽度为900-1250mm药芯焊丝专用冷轧钢带；

引用标准

Q/HYAQ01 冷连轧薄钢板及钢带

Q/HYAQ04 平整商品卷

Q/HYAQ10 钢板及钢带的包装、标志及质量证明

尺寸、外形、重量及允许偏差

▲厚度允许偏差应符合表1的规定

表1

▲钢带的其他尺寸允许偏差、外形要求符合Q/HYAQ01或Q/HYAQ04标准；

成品钢卷重量：

平整卷重量：6.0～10.0吨， 目标卷重：8.0～10吨；

冷轧卷重量：3.5～5.0吨， 目标卷重：4.0～5.0吨；

交货状态

钢带经热处理(退火)、平整后交货，表面涂防锈油；

表面质量

▲钢带表面不得有结疤、裂纹、夹杂、折叠和其它对使用有害的缺陷，钢不得有分层；

▲钢带表面允许有≤1/2厚度公差的轻微麻点、轻微划痕，允许有局部的氧化色；

反面允许有≤1/2厚度公差的小气泡和轧辊压痕，但应保证最小厚度；

▲钢带在连续生产的过程中，因对局部的表面缺陷不易发现并难以去除，因此，钢带允许带缺陷交货，但有缺陷的部分不得超过每卷总长度的8％；

▲钢带的表面结构

粗糙度：Ra＝0.50∽1.3υm,目标值：Ra＝0.70∽1.0υm；

检测规则和试验方法

钢带的检测规则和试验方法应符合Q/HYAQ01和Q/HYAQ04标准的规定；

包装、标志及质量证明书

钢带的包装、标志、及质量证明书应符合Q/HYAQ10标准的规定；

(3)带钢的清洗；清洗水温度控制在40～60℃，经常清洗水面污物；漂洗水温度控股在70～80℃，经常清理污物；初次换水清洗液配制3～5﹪，水温控制在40～60℃，根据清洗的清洗效果，可采用补清洗剂或全部更换清洗液，全部更换清洗液时应把洗涤槽冲洗干净；清洗后的钢带无可见的油污，并保持烘干后的焊带清洁，干燥；钢带清洗速度以及钢带表面干燥、无水为准；

步骤2：药粉准备

(1)根据药芯焊丝生产的工艺技术要求，确定所需药粉的成分和控制范围

微碳铬铁(参照GB/T5683-1987)

钨铁粉(参照GB/T3648--1996)

钼铁(参照GB/T3649--1987)

钒铁(参照GB/T4139--2004)

镍粉(参照GB/T2085--1989)

还原铁粉(参照GB/T4136--1994)

萤石

(2)药粉颗粒度供货要求：

过60目 100％

步骤3：药粉的烘培

铁合金药粉烘烤温度：130℃×4h―6h；

矿物粉烘烤温度：500℃×4h―6h；

将烘培好的药粉进行搅拌，时间为40～60分钟；

步骤4：焊丝的轧制

(1)将配制好的药粉与纵剪清洗好的带钢通过成型机，通过轧制，制造成所需规格的药芯焊丝；填充率：33-35％；

(2)将成品焊丝进行贴签包装；

(3)检验标准

使用试验要求：

以报废的森吉米尔轧机二中间辊(材质5Cr5WNiMoV)为基体进行堆焊试验；

(1)工艺参数：

焊道要平滑，无气孔、夹渣、缺肉、热裂、冷裂等缺陷；层间温度保持200-250℃；单层厚度3.5-4.5mm，工作层厚度根据图纸工作层厚度确定；

(2)预热预热温度250℃，火焰加热，升温1小时；

(3)最终热处理

最终热处理温度参数：

温度500℃、升温速度40℃/h，保温时间按辊径mm/60来计算保温时间，采用轴流风机内循环保持温度均匀，当降温到小于100℃时方可开炉门；

(4)检验

按轧辊标准做硬度实验HRC53-55；按轧辊标准做超声波探伤。