CN109290735A - 提高挤压辊耐磨性的修复工艺方法 - Google Patents

提高挤压辊耐磨性的修复工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高挤压辊耐磨性的修复工艺方法，涉及挤压辊修复技术领域。本发明方法包括对挤压辊辊面进行预处理除掉疲劳层，将硬面层彻底刨除，刨除后用超声波探伤仪对辊轴及辊面进行超声波探伤，若有裂纹，将裂纹彻底刨除，若有深度超过8mm的凹坑，用手工焊补平凹坑。本发明通过采用四层堆焊的挤压辊修复工艺技术，其中硬面层堆焊厚度8‑10mm，硬面层硬度可达HRC52‑55，采用不锈钢钢带作为基体制成焊丝堆焊耐磨花纹层，耐磨花纹堆焊厚度3‑5mm，最大硬度可达到HRC70，具有高韧性、高硬度特性，可以进一步改善挤压辊的耐磨性和使用寿命。

Description

提高挤压辊耐磨性的修复工艺方法
技术领域
本发明属于挤压辊修复技术领域，特别是涉及一种提高挤压辊耐磨性的修复工艺方法。
背景技术
辊压机是20世纪90年代初从国外引进的一种高效节能，用途广泛的粉磨设备，适用于水泥生料、熟料、矿石等的粉磨。辊压机的关键部件是挤压辊，一对挤压辊平均挤压物料25-50t/h，24h连续工作。辊压机挤压辊要承受高压力下的磨粒磨损和应力疲劳破坏，要求辊面堆焊层有很高的硬度，且要限制裂纹的发生，以免裂纹在高应力反复作用下扩展。
在辊压机运行中，辊面是直接接触物料的，负荷极大，不可避免地会出现磨损剥落失效现象；由于挤压辊成本较高，为了降低成本，常采用堆焊修复。同时，对挤压辊辊面堆焊有很高的要求，即高硬度、高韧性、无裂纹。
目前，辊压机挤压辊堆焊修复研究难度尚大，还没有理想、实用，又经济可靠的防护层方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高挤压辊耐磨性的修复工艺方法，采用明弧焊药芯焊丝修复辊压机辊面，主要针对母材为42铬钼或35铬钼的辊压机挤压辊，研究出一种新型堆焊材料，满足辊面高韧性、高硬度和无裂纹的生产需要。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种提高挤压辊耐磨性的修复工艺方法，主要包括以下几个步骤：
步骤一、对挤压辊辊面进行预处理除掉疲劳层，将硬面层彻底刨除，挤压辊辊面工作在高应力的工况条件下，辊面会产生疲劳层，疲劳裂纹呈网状分布在辊面上，有的延伸至母材表面以下，在堆焊前须将疲劳层去除，刨除后用超声波探伤仪对辊轴及辊面进行超声波探伤，若有裂纹，将裂纹彻底刨除，若有深度超过8mm的凹坑，用手工焊补平凹坑；
步骤二、将刨好后的挤压辊装夹到车床上，将外圆车圆，再对辊面进行加热除湿处理，表面温度加热至150℃以上，即可进行堆焊；
步骤三、在挤压辊辊面堆焊第一层为缓冲层，所述缓冲层为奥氏体合金，奥氏体合金作为底层，硬度较低，塑性韧性较好，有较强的止裂和抗裂性，但比挤压辊母体硬度略高，所述缓冲层堆焊至离要求的最终辊面尺寸14-15mm处，所述缓冲层堆焊结束后将挤压辊装夹到车床上，将外圆车圆，检查并控制圆整度；
步骤四、采用自动环焊的方式在缓冲层表面堆焊第二层为硬面层，药芯焊丝成分为C2.0-2.5％，Mn1.2-1.5％，Mo2.0-2.5％，Cr6.0-9.0％，Ti7.0-9.0％，其余为Fe，所述硬面层堆焊厚度为8-10mm，所述硬面层堆焊至离要求的最终辊面尺寸5-7mm处，所述硬面层堆焊后，检查并控制圆整度；
步骤五、采用自动环焊的方式在硬面层表面进行耐磨花纹堆焊焊接，药芯焊丝成分为C3.0-3.5％，Mn0.7-0.9％，Cr23.0-25.0％，Ni2.5-3.0％，WC42.0％-48％，其余为Fe，现有市场上挤压辊耐磨材料的碳化钨焊丝有两种，一种是用碳钢钢带内加碳化钨颗粒，另一种为镍带内加碳化钨颗粒，同时一般会增加钒、钼元素添加在基体中增加韧性和强度，本发明通过采用不锈钢钢带作为基体，内加碳化钨颗粒和钼、钒合金，加入的碳化钨颗粒和钼、钒合金的成分为C2.38％-2.62％，Cr9％-11％，WC42％-48％，其余为Fe，应用于耐磨花纹层，最大硬度可达到HRC70，可以进一步改善其耐磨性和使用寿命，所述耐磨花纹堆焊后，检查并控制圆整度；
步骤六、用碳弧气刨或砂轮机将挤压辊两侧堆焊部分刨平，使堆焊部分两侧平整，并与辊轴两侧的母材面在保持在同一平面内，误差控制在-1mm至+0mm以内，去除辊面的灰尘和油污，并刷油漆，最终在辊面涂上黄油后贴保护膜。
进一步地，所述硬面层的硬度为52-55HRC，所述耐磨花纹硬度为59-70HRC。
进一步地，所述步骤一中除掉疲劳层的方法为采用自动短弧切削或碳弧气刨。
进一步地，所述步骤三、步骤四和步骤五中圆整度的检查方法为：使用分度表沿辊面的轴向每隔10cm测量一次，每次测量一圈10个点位，任意点位与理论坐标的差值需在±2mm以内，测量直径尺寸时应考虑膨胀系数。
进一步地，所述步骤三、步骤四和步骤五中控制圆整度的方法为：若圆整度超过±2mm的范围须进行堆焊修圆至范围内。
进一步地，所述步骤一中手工焊补平凹坑的具体过程为：用手工明弧焊的方法将管丝补焊到凹坑处，每焊完一道凹坑须将焊渣去除干净后再焊下一道。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过采用四层堆焊的挤压辊修复工艺技术，其中硬面层堆焊厚度8-10mm，硬面层硬度可达HRC52-55，采用不锈钢钢带作为基体制成焊丝堆焊耐磨花纹层，耐磨花纹堆焊厚度3-5mm，最大硬度可达到HRC70，具有高韧性、高硬度特性，可以进一步改善挤压辊的耐磨性和使用寿命。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为圆整度的测量方法的说明示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
主要包括以下几个步骤：
步骤一、对挤压辊辊面进行预处理除掉疲劳层，采用自动短弧切削或碳弧气刨，将硬面层彻底刨除，刨除后用超声波探伤仪对辊轴及辊面进行超声波探伤，若有裂纹，将裂纹彻底刨除，若有深度超过8mm的凹坑，用手工焊补平凹坑，将管丝补焊到凹坑处，每焊完一道凹坑须将焊渣去除干净后再焊下一道；
步骤二、将刨好后的挤压辊装夹到车床上，将外圆车圆，再对辊面进行加热除湿处理，表面温度加热至150℃以上，即可进行堆焊；
步骤三、在挤压辊辊面堆焊第一层为缓冲层，缓冲层为奥氏体合金，缓冲层堆焊至离要求的最终辊面尺寸14-15mm处，缓冲层堆焊结束后将挤压辊装夹到车床上，将外圆车圆，检查并控制圆整度：如图1所示，使用分度表沿辊面的轴向每隔10cm测量一次，每次测量一圈10个点位，任意点位与理论坐标的差值需在±2mm以内，若圆整度超过±2mm的范围须进行堆焊修圆至范围内，测量直径尺寸时应考虑膨胀系数；
步骤四、采用自动环焊的方式在缓冲层表面堆焊第二层为硬面层，药芯焊丝成分为C2.4％，Mn1.3％，Mo2.4％，Cr8.0％，Ti8.0％，其余为Fe，硬面层堆焊厚度为8mm，硬面层堆焊至离要求的最终辊面尺寸5-7mm处，硬面层的硬度为52HRC，硬面层堆焊后，检查并控制圆整度，重复步骤三中检查并控制圆整度过程；
步骤五、采用自动环焊的方式在硬面层表面进行耐磨花纹堆焊焊接，药芯焊丝成分为C3.4％，Mn0.9％，Cr24％，Ni2.9％，WC43％，其余为Fe，其中，包含加入的碳化钨颗粒和钼、钒合金的成分为C2.6％，Cr9％，WC43％，其余为Fe，耐磨花纹硬度为64HRC，耐磨花纹堆焊后，检查并控制圆整度，重复步骤三中检查并控制圆整度过程；
步骤六、用碳弧气刨或砂轮机将挤压辊两侧堆焊部分刨平，使堆焊部分两侧平整，并与辊轴两侧的母材面在保持在同一平面内，误差控制在-1mm至+0mm以内，去除辊面的灰尘和油污，并刷油漆，最终在辊面涂上黄油后贴保护膜。
实施例二
主要包括以下几个步骤：
步骤一、对挤压辊辊面进行预处理除掉疲劳层，采用自动短弧切削或碳弧气刨，将硬面层彻底刨除，刨除后用超声波探伤仪对辊轴及辊面进行超声波探伤，若有裂纹，将裂纹彻底刨除，若有深度超过8mm的凹坑，用手工焊补平凹坑，将管丝补焊到凹坑处，每焊完一道凹坑须将焊渣去除干净后再焊下一道；
步骤二、将刨好后的挤压辊装夹到车床上，将外圆车圆，再对辊面进行加热除湿处理，表面温度加热至150℃以上，即可进行堆焊；
步骤三、在挤压辊辊面堆焊第一层为缓冲层，缓冲层为奥氏体合金，缓冲层堆焊至离要求的最终辊面尺寸14-15mm处，缓冲层堆焊结束后将挤压辊装夹到车床上，将外圆车圆，检查并控制圆整度：如图1所示，使用分度表沿辊面的轴向每隔10cm测量一次，每次测量一圈10个点位，任意点位与理论坐标的差值需在±2mm以内，若圆整度超过±2mm的范围须进行堆焊修圆至范围内，测量直径尺寸时应考虑膨胀系数；
步骤四、采用自动环焊的方式在缓冲层表面堆焊第二层为硬面层，药芯焊丝成分为C2.1％，Mn1.4％，Mo2.2％，Cr7.0％，Ti7.0％，其余为Fe，硬面层堆焊厚度为9mm，硬面层堆焊至离要求的最终辊面尺寸5-7mm处，硬面层的硬度为53HRC，硬面层堆焊后，重复步骤三中检查并控制圆整度过程；
步骤五、采用自动环焊的方式在硬面层表面进行耐磨花纹堆焊焊接，药芯焊丝成分为C3.2％，Mn0.8％，Cr23％，Ni2.7％，WC45％，其余为Fe，其中，包含加入的碳化钨颗粒和钼、钒合金的成分为C2.5％，Cr10％，WC45％，其余为Fe，耐磨花纹硬度为70HRC，耐磨花纹堆焊后，重复步骤三中检查并控制圆整度过程；
步骤六、用碳弧气刨或砂轮机将挤压辊两侧堆焊部分刨平，使堆焊部分两侧平整，并与辊轴两侧的母材面在保持在同一平面内，误差控制在-1mm至+0mm以内，去除辊面的灰尘和油污，并刷油漆，最终在辊面涂上黄油后贴保护膜。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种提高挤压辊耐磨性的修复工艺方法，其特征在于：主要包括以下几个步骤：
步骤一、对挤压辊辊面进行预处理除掉疲劳层，将硬面层彻底刨除，刨除后用超声波探伤仪对辊轴及辊面进行超声波探伤，若有裂纹，将裂纹彻底刨除，若有深度超过8mm的凹坑，用手工焊补平凹坑；
步骤二、将刨好后的挤压辊装夹到车床上，将外圆车圆，再对辊面进行加热除湿处理，表面温度加热至150℃以上，即可进行堆焊；
步骤三、在挤压辊辊面堆焊第一层为缓冲层，所述缓冲层为奥氏体合金，所述缓冲层堆焊至离要求的最终辊面尺寸14-15mm处，所述缓冲层堆焊结束后将挤压辊装夹到车床上，将外圆车圆，检查并控制圆整度；
步骤四、采用自动环焊的方式在缓冲层表面堆焊第二层为硬面层，药芯焊丝成分为C2.0-2.5％，Mn1.2-1.5％，Mo2.0-2.5％，Cr6.0-9.0％，Ti7.0-9.0％，其余为Fe，所述硬面层堆焊厚度为8-10mm，所述硬面层堆焊至离要求的最终辊面尺寸5-7mm处，所述硬面层堆焊后，检查并控制圆整度；
步骤五、采用自动环焊的方式在硬面层表面进行耐磨花纹堆焊焊接，药芯焊丝成分为C3.0-3.5％，Mn0.7-0.9％，Cr23.0-25.0％，Ni2.5-3.0％，WC42.0％-48％，其余为Fe，所述耐磨花纹堆焊后，检查并控制圆整度；
步骤六、用碳弧气刨或砂轮机将挤压辊两侧堆焊部分刨平，使堆焊部分两侧平整，并与辊轴两侧的母材面在保持在同一平面内，误差控制在-1mm至+0mm以内，去除辊面的灰尘和油污，并刷油漆，最终在辊面涂上黄油后贴保护膜。
2.根据权利要求1所述的一种提高挤压辊耐磨性的修复工艺方法，其特征在于，所述硬面层的硬度为52-55HRC，所述耐磨花纹硬度为59-70HRC。
3.根据权利要求1所述的一种提高挤压辊耐磨性的修复工艺方法，其特征在于，所述步骤一中除掉疲劳层的方法为采用自动短弧切削或碳弧气刨。
4.根据权利要求1所述的一种提高挤压辊耐磨性的修复工艺方法，其特征在于，所述步骤三、步骤四和步骤五中圆整度的检查方法为：使用分度表沿辊面的轴向每隔10cm测量一次，每次测量一圈10个点位，任意点位与理论坐标的差值需在±2mm以内。
5.根据权利要求1所述的一种提高挤压辊耐磨性的修复工艺方法，其特征在于，所述步骤三、步骤四和步骤五中控制圆整度的方法为：若圆整度超过±2mm的范围须进行堆焊修圆至范围内。
6.根据权利要求1所述的一种提高挤压辊耐磨性的修复工艺方法，其特征在于，所述步骤一中手工焊补平凹坑的具体过程为：用手工明弧焊的方法将管丝补焊到凹坑处，每焊完一道凹坑须将焊渣去除干净后再焊下一道。
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