CN107755966A - 一种轧机用活套辊的修复工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轧机用活套辊的修复工艺，具体工艺步骤如下：对磨损的活套辊进行车削加工，去除活套辊表面的裂纹；采用磁粉探伤检测的方法对磨损的活套辊的表面进行进一步的检测；将活套辊放置到加热炉内进行预热；采用焊丝在磨损的活套辊的表面堆焊一层保护层；对修复后的活套辊进行热处理；将热处理后的活套辊按照工艺图纸精加工到指定规格后，即制备得到轧机用活套辊。本发明具有使用寿命长、节约成本等优点。
Description
技术领域
本发明属于新型材料的制备及其应用领域，尤其是涉及一种轧机用活套辊的修复工艺。
背景技术
轧机是实现金属轧制过程的设备, 泛指完成轧材生产全过程的装备﹐包括有主要设备﹑辅助设备﹑起重运输设备和附属设备等，其中，活套辊是轧机的重要部件之一，在轧机加工轧件的过程中，活套辊是在高速冲击、高热应力的恶劣环境下工作，提高活套辊的使用寿命是开展线材轧制增加产能以及降低成本的重要研究课题之一。
其中，在线材轧件轧制的过程中，由于活套辊的工作环境恶劣，在高速的相对运动下，活套辊表面和线材的接触区域会受到高强度的摩擦力和冲击力，同时，在高强度的摩擦力和冲击力的作用下，活套辊和线材相接触的位置会产生高温，因此，在活套辊的长期使用过程中，活套辊的损坏形式主要是热疲劳损坏，即活套辊的表面发生裂纹和剥落的情况，若不进行即时的修复和更换，会对加工出的线材轧件的加工效果产生非常大的影响。
在活套辊发生损坏后，目前，加工人员主要采用的方式是将损坏的活套辊拆卸掉，然后重新更换一个新的活套辊，虽然这样很方便，但是，这会直接造成材料的大量浪费，给人们带来非常大的经济损失，不符合当前人们追求增加产能以及降低成本观念，如何对磨损失效的活套辊进行修复强化已成为当前人们重要的研究方向之一。
发明内容
本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种轧机用活套辊的修复工艺，以解决传统导辊材料在服役时磨损严重、寿命短、更换频繁、增加成本等问题。
本发明为解决技术问题采用以下技术方案：本发明公开了一种轧机用活套辊的修复工艺，具体工艺步骤如下：
步骤一、对磨损的活套辊进行车削加工，去除活套辊表面的裂纹，得到光洁的活套辊表面；
步骤二、采用磁粉探伤检测的方法对磨损的活套辊的表面进行进一步的检测，若活套辊的表面仍有裂纹，采用车削加工的方式将活套辊的表面加工至没有裂纹；
步骤三、将活套辊放置到加热炉内进行预热，预热温度为200℃-280℃，预热时间为2-3小时；
步骤四、采用焊丝在磨损的活套辊的表面堆焊一层保护层，堆焊完的活套辊的外径尺寸比活套辊成品的外径尺寸大3.5-4.5㎜；
步骤五、对修复后的活套辊进行热处理，炉膛的初始温度控制在 220-280℃，将活套辊随炉加热至 580-590℃，保温5-6 小时，然后随炉冷却，待温度降至 120℃后，将活套辊从炉内取出，自然冷却至室温；
步骤六、将热处理后的活套辊按照工艺图纸精加工到指定规格后，即制备得到轧机用活套辊。
作为优选，所述的步骤四中，按照质量百分比，所述的焊丝成分如下：C 0.72-0.79%，Si 0.82-0.89%，Mn 1.65-1.75%，P≤0.15%，S≤0.09%，Cr 8.1-8.9%，Mo 1.75-1.85%，Nb 0.26-0.34%，V 0.55-0.59%，W 2.45-2.55%，其余为Fe。
作为优选，所述的步骤五中，所述的活套辊由23℃-26℃加热至580-590℃的升温速度为130~150℃/h。
作为优选，所述的步骤四中，按照质量百分比，所述的保护层的化学成分如下：C0.36-0.44%，Si 1.11-1.19%，Mn 0.75-0.85%，P≤0.15%，S≤0.09%，Cr 8.1-8.9%，Mo 1.35-1.45%， Nb 0.25-0.34%，V 0.41-0.49%，W 0.52-0.79%，Ni≤0.5%，Cu≤0.09%，其余为Fe。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
该轧机用活套辊的保护层的化学成分如下：C 0.36-0.44%，Si 1.11-1.19%，Mn 0.75-0.85%，P≤0.15%，S≤0.09%，Cr 8.1-8.9%，Mo 1.35-1.45%， Nb 0.25-0.34%，V 0.41-0.49%，W 0.52-0.79%，Ni允许残余含量≤0.5%，Cu允许残余含量≤0.09%，其余为Fe，碳是影响保护层的金属强度、硬度、韧性和接触疲劳性能的主要因素， C 的含量为0.36-0.44%，增加了保护层的强韧性、强塑性，由于含有 8.1-8.9%Cr，能够有效的提高了保护层的硬度，通过添加了 0.41-0.49%的V ，既能强化基体，又能与碳形成极为稳定的碳氮化合物，以细小颗粒形态分布在组织中，并在结晶过程中作为外来结晶核心，明显抑制晶粒长大和碳化铬晶界的移动，改善碳化物的分布，提高钢的硬度和耐磨性，提高保护层的强韧性、强塑 性作用明显，W 的含量为0.52-0.79%，有效的提高了保护层的稳定性，保护层的更加耐磨，使用寿命长，因此本发明通过对磨损的活套辊堆焊保护层，有效的完成了对活套辊的修复，有效的降低了成本，另外修复后的活套辊的强度和韧性均增加，稳定性和耐磨性也显著增加，因此修复后的活套辊的使用寿命大大延长，避免了频繁更换活套辊的缺陷，从而显著提高了轧制车间的生产效率和产品尺寸的精度。
具体实施方式
本发明公开了一种轧机用活套辊的修复工艺，具体工艺步骤如下：
步骤一、对磨损的活套辊进行车削加工，去除活套辊表面的裂纹，得到光洁的活套辊表面；
步骤二、采用磁粉探伤检测的方法对磨损的活套辊的表面进行进一步的检测，若活套辊的表面仍有裂纹，采用车削加工的方式将活套辊的表面加工至没有裂纹；
步骤三、将活套辊放置到加热炉内进行预热，预热温度为200℃-280℃，预热时间为2-3小时；
步骤四、采用焊丝在磨损的活套辊的表面堆焊一层保护层，堆焊完的活套辊的外径尺寸比活套辊成品的外径尺寸大3.5-4.5㎜；
步骤五、对修复后的活套辊进行热处理，炉膛的初始温度控制在 220-280℃，将活套辊随炉加热至 580-590℃，保温5-6 小时，然后随炉冷却，待温度降至 120℃后，将活套辊从炉内取出，自然冷却至室温；
步骤六、将热处理后的活套辊按照工艺图纸精加工到指定规格后，即制备得到轧机用活套辊。
作为优选，所述的步骤四中，按照质量百分比，所述的焊丝成分如下：C 0.72-0.79%，Si 0.82-0.89%，Mn 1.65-1.75%，P≤0.15%，S≤0.09%，Cr 8.1-8.9%，Mo 1.75-1.85%，Nb 0.26-0.34%，V 0.55-0.59%，W 2.45-2.55%，其余为Fe。
作为优选，所述的步骤五中，所述的活套辊由23℃-26℃加热至580-590℃的升温速度为130~150℃/h。
作为优选，所述的步骤四中，按照质量百分比，所述的保护层的化学成分如下：C0.36-0.44%，Si 1.11-1.19%，Mn 0.75-0.85%，P≤0.15%，S≤0.09%，Cr 8.1-8.9%，Mo 1.35-1.45%， Nb 0.25-0.34%，V 0.41-0.49%，W 0.52-0.79%，Ni≤0.5%，Cu≤0.09%，其余为Fe。
实施例1
以制备规格为Φ120×392的轧机用活套辊为例
步骤一、对磨损的活套辊进行车削加工，去除活套辊表面的裂纹，得到光洁的活套辊表面；
步骤二、采用磁粉探伤检测的方法对磨损的活套辊的表面进行进一步的检测，若活套辊的表面仍有裂纹，采用车削加工的方式将活套辊的表面加工至没有裂纹；
步骤三、将活套辊放置到加热炉内进行预热，预热温度为240℃，预热时间为2小时；
步骤四、采用焊丝在磨损的活套辊的表面堆焊一层保护层，堆焊完的活套辊的外径尺寸比活套辊成品的外径尺寸大3.5㎜，焊丝的成分如下：C 0.72，Si 0.89%，Mn 1.65，P0.15%，S0.09%，Cr 8.1%，Mo 1.75%，Nb 0.26%，V 0.59%，W 2.45%，其余为Fe；
步骤五、对修复后的活套辊进行热处理，炉膛的初始温度控制在 220℃，将活套辊随炉加热至 580℃，保温5小时，然后随炉冷却，待温度降至 120℃后，将活套辊从炉内取出，自然冷却至室温；
步骤六、将热处理后的活套辊按照工艺图纸精加工到指定规格后，即制备得到轧机用活套辊。
制备得到的轧机用活套辊的保护层的化学成分如下：C 0.36%，Si 1.19%，Mn0.75%，P0.15%，S0.09%，Cr 8.1%，Mo 1.45%， Nb 0.25%，V 0.49%，W 0.52%，Ni 0.5%，Cu0.09%，其余为Fe。
常温性能测试
宏观硬度：活套辊工作表面层硬度57.5-59HRC；冲击韧性：15.5-19.5J/ c㎡；收缩率20-45%；抗拉强度1200-1650Mpa。
经过试验测试，平均使用寿命为：过线材轧件量2620吨。
实施例2
以制备规格为Φ125×340的轧机用活套辊为例
步骤一、对磨损的活套辊进行车削加工，去除活套辊表面的裂纹，得到光洁的活套辊表面；
步骤二、采用磁粉探伤检测的方法对磨损的活套辊的表面进行进一步的检测，若活套辊的表面仍有裂纹，采用车削加工的方式将活套辊的表面加工至没有裂纹；
步骤三、将活套辊放置到加热炉内进行预热，预热温度为280℃，预热时间为3小时；
步骤四、采用焊丝在磨损的活套辊的表面堆焊一层保护层，堆焊完的活套辊的外径尺寸比活套辊成品的外径尺寸大4.5㎜，焊丝成分如下：C 0.79%，Si 0.89%，Mn 1.75%，P0.14%，S0.07%，Cr 8.9%，Mo 1.75%，Nb 0.26%，V 0.55%，W 2.45%，其余为Fe；
步骤五、对修复后的活套辊进行热处理，炉膛的初始温度控制在 280℃，将活套辊随炉加热至 580℃，保温6 小时，然后随炉冷却，待温度降至 120℃后，将活套辊从炉内取出，自然冷却至室温；
步骤六、将热处理后的活套辊按照工艺图纸精加工到指定规格后，即制备得到轧机用活套辊。
制备得到的轧机用活套辊的保护层的化学成分如下：C 0.44%，Si 1.11%，Mn0.85%，P0.14%，S 0.08%，Cr 8.9%，Mo 1.35%， Nb 0.34%，V 0.49%，W 0.79%，Ni 0.4%，Cu0.08%，其余为Fe。
常温性能测试
宏观硬度：活套辊工作表面层硬度56.5-61.5HRC；冲击韧性：16.7-18.2J/ c㎡；收缩率21-42%；抗拉强度1250-1550Mpa。
经过试验测试，平均使用寿命为：过线材轧件量2610吨。
实施例3
以制备规格为Φ220×440的轧机用活套辊为例
步骤一、对磨损的活套辊进行车削加工，去除活套辊表面的裂纹，得到光洁的活套辊表面；
步骤二、采用磁粉探伤检测的方法对磨损的活套辊的表面进行进一步的检测，若活套辊的表面仍有裂纹，采用车削加工的方式将活套辊的表面加工至没有裂纹；
步骤三、将活套辊放置到加热炉内进行预热，预热温度为240℃，预热时间为2.5小时；
步骤四、采用焊丝在磨损的活套辊的表面堆焊一层保护层，堆焊完的活套辊的外径尺寸比活套辊成品的外径尺寸大4㎜，焊丝成分如下：C 0.75%，Si 0.85%，Mn 1.75%，P0.12%，S0.06%，Cr 8.5%，Mo 1.79%，Nb 0.28%，V 0.57%，W 2. 53%，其余为Fe；
步骤五、对修复后的活套辊进行热处理，炉膛的初始温度控制在 250℃，将活套辊随炉加热至 585℃，保温5.5 小时，然后随炉冷却，待温度降至 120℃后，将活套辊从炉内取出，自然冷却至室温；
步骤六、将热处理后的活套辊按照工艺图纸精加工到指定规格后，即制备得到轧机用活套辊。
制备得到的轧机用活套辊的保护层的化学成分如下：C 0. 40%，Si 1.16%，Mn0.78%，P0.14%，S 0.03%，Cr 8.6%，Mo 1.34%， Nb 0.28%，V 0.45%，W 0.6%，Ni 0.3%，Cu0.04%，其余为Fe。
常温性能测试
宏观硬度：活套辊工作表面层硬度57.5-61.5HRC；冲击韧性：17.7-18.1J/ c㎡；收缩率23-41%；抗拉强度1260-1550Mpa。
经过试验测试，平均使用寿命为：过线材轧件量2630吨。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (4)
1.一种轧机用活套辊的修复工艺，其特征在于：具体工艺步骤如下：
步骤一、对磨损的活套辊进行车削加工，去除活套辊表面的裂纹，得到光洁的活套辊表面；
步骤二、采用磁粉探伤检测的方法对磨损的活套辊的表面进行进一步的检测，若活套辊的表面仍有裂纹，采用车削加工的方式将活套辊的表面加工至没有裂纹；
步骤三、将活套辊放置到加热炉内进行预热，预热温度为200℃-280℃，预热时间为2-3小时；
步骤四、采用焊丝在磨损的活套辊的表面堆焊一层保护层，堆焊完的活套辊的外径尺寸比活套辊成品的外径尺寸大3.5-4.5㎜；
步骤五、对修复后的活套辊进行热处理，炉膛的初始温度控制在 220-280℃，将活套辊随炉加热至 580-590℃，保温5-6 小时，然后随炉冷却，待温度降至 120℃后，将活套辊从炉内取出，自然冷却至室温；
步骤六、将热处理后的活套辊按照工艺图纸精加工到指定规格后，即制备得到轧机用活套辊。
2.根据权利要求1所述的一种轧机用活套辊的修复工艺，其特征在于：所述的步骤四中，按照质量百分比，所述的焊丝成分如下：C 0.72-0.79%，Si 0.82-0.89%，Mn 1.65-1.75%，P≤0.15%，S≤0.09%，Cr 8.1-8.9%，Mo 1.75-1.85%，Nb 0.26-0.34%，V 0.55-0.59%，W 2.45-2.55%，其余为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种轧机用活套辊的修复工艺，其特征在于：所述的步骤五中，所述的活套辊由23℃-26℃加热至580-590℃的升温速度为130~150℃/h。
4.根据权利要求1所述的一种轧机用活套辊的修复工艺，其特征在于：所述的步骤四中，按照质量百分比，所述的保护层的化学成分如下：C 0.36-0.44%，Si 1.11-1.19%，Mn0.75-0.85%，P≤0.15%，S≤0.09%，Cr 8.1-8.9%，Mo 1.35-1.45%， Nb 0.25-0.34%，V 0.41-0.49%，W 0.52-0.79%，Ni≤0.5%，Cu≤0.09%，其余为Fe。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180306 |