CN109108531B - 轧辊堆焊修复前处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了轧辊堆焊修复前处理方法，包括如下步骤：S1，旧辊加工至堆焊前设计尺寸后，进行辊面硬度量测，若低于HRC 40则可直接进行后续堆焊步骤，若等于或高于HRC 40，则需进行热处理降低硬度后再进行后续堆焊步骤；S2，参照轧辊之合金钢材质的TTT曲线，选定温度为低于鼻尖温度100度以内，持温时间为90％奥氏体转变量以上，升温及降温速度小于每小时50℃的条件进行热处理；S3，热处理后量测轧辊表面硬度，确定硬度值低于HRC 40，再进行后续堆焊修复工序。本发明实现降低整体堆焊修复成本，并提高轧辊使用寿命。

Description

轧辊堆焊修复前处理方法

技术领域

本发明属于堆焊技术领域，尤其涉及一种轧辊堆焊修复前处理方法。

背景技术

轧辊是轧钢生产中的重要部件之一，每个轧钢厂每年都要消耗大量轧辊，轧辊质量的优劣，不仅直接影响其使用寿命，而且对钢材的质量、生产率和生产成本都有很大影响。而采用堆焊方法修复的复合轧辊，不但成本低，而且能提高轧辊使用寿命，降低轧辊耗量，合理使用及节约合金元素，并能够提高轧机的作业率和产品的质量，是一种有效的技术经济措施。

但轧辊修复前，需先对母材材质及硬度进行检测，以确定其可焊接性，避免焊后产生裂纹，甚至于使用中造成剥落掉块，造成更大的经济损失。

传统做法是若轧辊修复前表面硬度太高，可能是表面淬火硬化或加工硬化层尚未去除，需要进一步加工车掉，露出较软的母材，方能进行后续堆焊修复。但此前处理方式往往需要耗费大量加工时间及人力，且需要耗费额外的焊材进行堆焊，成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种轧辊堆焊修复前处理方法，从而实现降低整体堆焊修复成本，并提高轧辊使用寿命。为了达到上述目的，本发明技术方案如下：

轧辊堆焊修复前处理方法，包括如下步骤：

S1，旧辊加工至堆焊前设计尺寸后，进行辊面硬度量测，若低于HRC 40则可直接进行后续堆焊步骤，若等于或高于HRC 40，则需进行热处理降低硬度后再进行后续堆焊步骤；

S2，参照轧辊之合金钢材质的TTT曲线，选定温度为低于鼻尖温度100度以内，持温时间为90％奥氏体转变量以上，升温及降温速度小于每小时50℃的条件进行热处理；

S3，热处理后量测轧辊表面硬度，确定硬度值低于HRC 40，再进行后续堆焊修复工序。

与现有技术相比，本发明轧辊堆焊修复前处理方法的有益效果主要体现在：

透过焊前硬度量测及参考TTT曲线制定的热处理，能有效降低焊前加工量，并合理减少焊材使用量，更能避免焊接过程或焊后辊体或辊面产生裂纹，影响轧辊使用，更有助于降低整体堆焊修复成本，并提高轧辊使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例的测试图；

具体实施方式

下面结合附图将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

本实施例是轧辊堆焊修复前处理方法，包括如下步骤：

S1，旧辊加工至堆焊前设计尺寸后，进行辊面硬度量测，使用便携式硬度计量测辊面硬度，若低于HRC 40则可直接进行后续堆焊步骤，若等于或高于HRC 40，则需进行热处理降低硬度后再进行后续堆焊步骤，避免产生焊接裂纹；

S2，参照轧辊之合金钢材质的TTT曲线，选定温度为低于鼻尖温度100度以内，持温时间为90％奥氏体转变量以上，升温及降温速度小于每小时摄氏50度的条件进行热处理，以降低表面硬度，增加韧性，避免于堆焊过程或堆焊后产生表面或内部裂纹；

S3，热处理后量测轧辊表面硬度，确定硬度值低于HRC 40，再进行后续堆焊修复工序。

TTT曲线代表当钢材于高温冷却下来后其微结构的变化行为，一般轧辊钢材于高温下铸锻后可以参考其TTT曲线来制定其冷却或热处理工艺，以得到预期的组织及机械性能。常见的轧辊用钢材于高温下大多为奥氏体组织，冷却下来或经过后续热处理会转变为珠光体、贝氏体、珠光体加马氏体、贝氏体加马氏体等，选择何种微结构则视其需求的机械性能而定。

当合金钢轧辊要进行堆焊修复前，通常会对辊面进行车削加工至设计的堆焊前外径尺寸，此时若辊面硬度仍过高(高于HRC 40)，其仍有淬火硬化层或加工硬化层存在，其微结构可能含有马氏体组织。由于马氏体组织本身较为硬脆且热膨胀系数较大，若直接在这样的组织上进行堆焊时，容易产生裂纹，严重时会造成堆焊层剥落或轧辊断裂等事故。

利用车削方式将表面的硬化层去除后再堆焊是可行的方式，但是如此容易造成加工时间拉长、堆焊量增加，使得整体修复成本大量上升。

因此，选择使用热处理方式降低轧辊表面硬化层硬度，以增加生产效率，降低堆焊材料成本。

但由于这些合金钢轧辊使用前通常经过较为复杂的淬火回火调质等热处理制程，其微结构复杂，故要再使用热处理方式将其硬度降低，较难选择适当的温度或时间条件。

TTT曲线虽然是透过将钢材于高温冷却下来后分析其微结构组织而得到的相图，对于经过复杂热处理后的钢材的再次热处理，可以做为轧辊堆焊再生前热处理的参数的参考。

实施例2：

选用30Cr3Mo合金钢轧辊需要堆焊再生修复，车削到堆焊前尺寸后，量测表面硬度仍高达HRC 48以上，因此选择进行热处理降低硬度。参考30Cr3Mo的TTT曲线如图1所示。

由图可知此30Cr3Mo钢之TTT曲线鼻尖温度约摄氏700度，温度620度时90％奥氏体转变时间需要约10小时，因此制定此工件之堆焊前热处理条件为摄氏620度持温11小时。

实际量测热处理后表面硬度从HRC 48降低到HRC 35，低于HRC 40，可进行后续堆焊再生工序。堆焊完成后使用染色探伤PT及超声波探伤UT检验均无显示缺陷，可上线正常使用。

上述实施例中透过焊前硬度量测及参考TTT曲线制定的热处理，能有效降低焊前加工量，并合理减少焊材使用量，更能避免焊接过程或焊后辊体或辊面产生裂纹，影响轧辊使用，更有助于降低整体堆焊修复成本，并提高轧辊使用寿命。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.轧辊堆焊修复前处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，旧辊加工至堆焊前设计尺寸后，进行辊面硬度量测，若低于HRC 40则可直接进行后续堆焊步骤，若等于或高于HRC 40，则需进行热处理降低硬度后再进行后续堆焊步骤；

S2，参照轧辊之合金钢材质的TTT曲线，选定温度为低于鼻尖温度100度以内，持温时间为90％奥氏体转变量以上，升温及降温速度小于每小时50℃的条件进行热处理；

S3，热处理后量测轧辊表面硬度，确定硬度值低于HRC 40，再进行后续堆焊修复工序。

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