CN108165983A - 一种移动交叉头的激光修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于设备激光修复领域，具体涉及一种移动交叉头的修复方法。该修复方法包括有以下步骤：步骤1，移动交叉头尺寸检测和形位公差检测、无损探伤检测；步骤2，对移动交叉头机械清理，将氧化层和疲劳层去除干净；步骤3，根据检测结果，对移动交叉头进行激光熔覆修复：将熔覆材料与所述移动交叉头母体材料融合，形成熔覆层；步骤4，移动交叉头的机械加工及修复后检测。其熔覆层与基体实现冶金结合，结合强度不低于原基材的90%，表层耐腐蚀磨损能力不低于原基材和涂层，硬度能够满足移动交叉头的工况需要，且生产成本低廉，产品性价比较高。
Description
技术领域
本发明属于设备激光修复领域，具体涉及一种移动交叉头的激光修复方法。
背景技术
在钢铁工业迅速发展的今天，随着用户对热轧钢要求不断的提高，各国对带钢的板型及凸度控制引起普遍重视。新日铁与三菱重工的PC（Pair Cross）轧机（成对辊交叉）在我国钢铁行业中得到广泛应用。而移动交叉头作为PC轧机的核心组件，其精度等级高，制作工艺复杂，生产成本高，周期长，而且一旦在运行中出现问题其影响巨大，所以对其质量要求都是非常高的。移动交叉头主要用来安装调整整套辊系或轧辊调整装置,并承受极大轧制力。此外，轧辊通过轴承座对移动交叉头的冲击佷大，轧制冷却水遇到红灼的钢坯迅速雾化，夹带着从钢坯表面脱落的氧化铁粉末向四周喷射。移动交叉头受轧制的冲击和冷却水腐蚀和氧化粉尘等磨粒存在的影响，造成了移动交叉头出现腐蚀磨损，直接影响到板形的控制, 对产品质量造成很大影响。
对于移动交叉头的制造过程从材料的冶炼、锻造、机加、热处理、等工序都有明确、严格的质量要求，所以其制造成本非常高昂，制造周期也很长。因此，在运行中，一旦出现问题，其后果是非常严重的。因此，必须采取某种方式维修。但是无论是电焊、氩弧焊、振动焊等各种热加工方式，都会不可避免的产生裂纹、热影响区组织相变、残余应力等有害的影响。因此，研究一种方便快捷，影响小的移动交叉头的修复方法，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题，通过反复试验和研究后，提供一种激光改性熔覆提高移动交叉头的耐腐蚀磨损性能的方法，其熔覆层与基体实现冶金结合，结合强度不低于原基材的90%，表层耐腐蚀磨损能力不低于原基材和涂层，硬度能够满足移动交叉头的工况需要，且生产成本低廉，产品性价比较高。
本发明给出的技术方案是：一种移动交叉头的激光修复方法，该修复方法包括有以下步骤：
步骤1，移动交叉头尺寸检测和形位公差检测、无损探伤检测；
步骤2，对移动交叉头机械清理，将氧化层和疲劳层去除干净；
步骤3，根据检测结果，对移动交叉头的激光修复，将熔覆材料与所述移动交叉头母体材料融合，形成熔覆层；
步骤4，移动交叉头的机械加工及修复后检测；
步骤3激光修复的工艺参数为：激光功率4000~8000W；光斑直径2~10mm；光斑移动速度30~150mm/s；搭接宽度0.5~3.5mm；改性熔覆层厚度为0.1~5mm。
优选的，所述步骤3激光修复的工艺参数优选为：激光功率4000~8000W；光斑直径3~10mm；光斑移动速度50~150mm/s；搭接宽度1~2.5mm；改性熔覆层厚度为0.7~2mm。
优选的，激光功率5000~5500W；光斑直径10mm；光斑移动速度120mm/s；搭接宽度2.5mm；改性熔覆层厚度为1.5mm。
所述步骤3需要使用激光熔覆材料，所述激光熔覆材料由以下重量份数的成分组成：Cr：20-30％，Mo：3-8％，W：5-15％，Ti : 2.5-7.5%，Ta : 1-5%，Al: 1-5%，Co余量。
优选的，所述激光熔覆材料由以下重量份数的成分组成：Cr：25％，Mo：5％，W：10％，Ti : 5%，Ta : 3%，Al: 2%，Co余量。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：与传统方法相比，熔覆效率高，生产成本低，扫描速度提高10~20倍、改性熔覆的熔覆效率提高了10~20倍。
本发明熔覆层厚度基本一致，基体与激光熔覆层的结合强度不低于原基材的90%；熔覆层及其界面组织致密，晶粒细小，没有孔洞、夹渣、裂纹等缺陷；修复层表面硬度为HV350-450，有较高的耐腐蚀磨损性能，同时具有良好的蠕变极限、良好的持久强度和较好的抗热疲劳及断裂性能。
附图说明
图1为本发明修复方法流程示意图。
具体实施方式
实施例1
某钢厂1810线pc轧机移动交叉头。
基本情况：规格：680×1100mm；重量：1500kg/只；材料：SCM440。
该修复方法包括有以下步骤：
步骤1，移动交叉头尺寸检测和形位公差检测、无损探伤检测检测并记录移动交叉头磨损厚度。
步骤2，将需要熔覆的部位进行机械清理，将氧化层和疲劳层去除干净。
步骤3，根据检测结果，对移动交叉头进行激光熔覆修复，将熔覆材料与所述移动交叉头母体材料融合，形成熔覆层：
将移动交叉头固定在激光器数控加工机床上，保证待熔覆平面基本处于水平状态。
步骤3需要使用激光熔覆金属粉：Cr：25％，Mo：5％，W：10％，Ti : 5%，Ta : 3%，Al:2%，Co余量；
步骤3的熔覆工艺参数：功率：5000-5500W，扫描速度：120mm/s，搭接间距：2.5mm， 熔覆层厚度：1.5 mm，光斑直径：10 mm。
步骤4，机械加工：
对熔覆完成的移动交叉头进行机械加工，恢复原尺寸。
步骤5，质量检测。
尺寸检测，测量加工后的移动交叉头尺寸，得到表层厚度为1mm左右的具有耐磨性能的熔覆层。着色探伤检测，保证熔覆层无裂纹、气孔等夹杂。经激光熔覆修复后的移动交叉头上线运行，其寿命达到原新品寿命的2倍以上，为用户创造极大经济效益。
实施例2
本发明与传统激光熔覆工艺的比较试验：
传统激光熔覆工艺，方法与实施例1相同，只是步骤3的熔覆工艺参数不同，具体参数及检测结果见下表。
结果显示，通过本发明的激光熔覆方法，母体材料与激光熔覆层的结合强度不低于原基材的90%；与传统的熔覆工艺相比，熔覆层及其界面组织更加致密，晶粒细小，没有孔洞、夹渣、裂纹等缺陷；修复层表面硬度为HV350-450，有较高的耐腐蚀磨损性能，同时具有良好的蠕变极限、良好的持久强度和较好的抗热疲劳及断裂性能，因此，明显优于传统的熔覆工艺方法。
实施例2
一种移动交叉头的激光修复方法，该修复方法包括有以下步骤：
步骤1，移动交叉头尺寸检测和形位公差检测、无损探伤检测；
步骤2，对移动交叉头机械清理，将氧化层和疲劳层去除干净；
步骤3，根据检测结果，对移动交叉头的激光修复，将熔覆材料与所述移动交叉头母体材料融合，形成熔覆层；、
激光修复的工艺参数为：激光功率5000~5500W；光斑直径3mm；光斑移动速度30mm/s；搭接宽度0.5mm；改性熔覆层厚度为0.1mm。
激光熔覆材料由以下重量份数的成分组成：Cr：20％，Mo：3％，W：5％，Ti : 2.5%，Ta : 1%，Al: 1%，Co余量。
步骤4，移动交叉头的机械加工及修复后检测；
步骤5，质量检测。
实施例3
一种移动交叉头的激光修复方法，该修复方法包括有以下步骤：
步骤1，移动交叉头尺寸检测和形位公差检测、无损探伤检测；
步骤2，对移动交叉头机械清理，将氧化层和疲劳层去除干净；
步骤3，根据检测结果，对移动交叉头的激光修复，将熔覆材料与所述移动交叉头母体材料融合，形成熔覆层；
激光修复的工艺参数为：激光功率5000~5500W；光斑直径10mm；光斑移动速度150mm/s；搭接宽度2.5mm；改性熔覆层厚度为2mm。
激光熔覆材料由以下重量份数的成分组成：Cr： 30％，Mo： 8％，W： 15％，Ti :7.5%，Ta : 5%，Al: 5%，Co余量。
步骤4，移动交叉头的机械加工及修复后检测；
步骤5，质量检测。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种移动交叉头的激光修复方法，该修复方法包括以下步骤：
步骤1，移动交叉头尺寸检测和形位公差检测、无损探伤检测；
步骤2，对移动交叉头机械清理，将氧化层和疲劳层去除干净；
步骤3，根据检测结果，对移动交叉头进行激光熔覆修复：将熔覆材料与所述移动交叉头母体材料融合，形成熔覆层；
步骤4，移动交叉头的机械加工及修复后检测；
其特征在于，步骤3激光修复的工艺参数为：激光功率4000~8000W；光斑直径2~10mm；光斑移动速度30~150mm/s；搭接宽度0.5~3.5mm；改性熔覆层厚度为0.1~5mm。
2.根据权利要求1所述的一种移动交叉头的激光修复方法，其特征在于，所述步骤3激光修复的工艺参数优选为：激光功率4000~8000W；光斑直径3~10mm；光斑移动速度50~150mm/s；搭接宽度1~2.5mm；改性熔覆层厚度为0.7~2mm。
3.根据权利要求1所述的一种移动交叉头的激光修复方法，其特征在于，所述步骤3激光修复的工艺参数优选为：激光功率5000~5500W；光斑直径10mm；光斑移动速度120mm/s；搭接宽度2.5mm；改性熔覆层厚度为1.5mm。
4. 根据权利要求1所述的一种移动交叉头的激光修复方法，其特征在于，所述步骤3需要使用激光熔覆材料，所述激光熔覆材料由以下重量份数的成分组成：Cr：20-30％，Mo：3-8％，W：5-15％，Ti : 2.5-7.5%，Ta : 1-5%，Al: 1-5%，Co余量。
5. 根据权利要求4所述的一种移动交叉头的激光修复方法，其特征在于，所述激光熔覆材料由以下重量份数的成分组成：Cr：25％，Mo：5％，W：10％，Ti : 5%，Ta : 3%，Al: 2%，Co余量。
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Application publication date: 20180615 Assignee: Shenyang Continental Laser Group Co.,Ltd. Assignor: Shenyang Dalu Laser Technology Co.,Ltd. Contract record no.: X2023210000150 Denomination of invention: A Laser Repair Method for Moving Crossheads Granted publication date: 20200526 License type: Common License Record date: 20231007 |