CN109468633A - 一种对轧辊进行修复的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种对轧辊进行修复的方法，通过采用无损探伤检测方式对轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷的深度进行测量，根据实际的轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷选择不同的处理方式，既节约了资源又提高了效率；对中度损伤轧辊工作面、轻度损伤轧辊工作面处理时，由于其后续步骤中包括采用高强度合金粉末B对金属材料表面进行激光熔凝处理，其相比于直接采用埋弧堆焊方式而言对工作表面的平整度要求不高，因此可以采用机械加工仅去除疲劳层，降低了修复成本。
Description
技术领域
本发明属于轧辊表面修复处理领域，具体地涉及利用埋弧堆焊等方式对轧辊进行修复的方法。
背景技术
堆焊作为材料表面改性的一种经济而快速的工艺方法，越来越广泛地应用于各个工业部门零件的制造修复中。为了最有效地发挥堆焊层的作用，希望采用的堆焊方法有较小的母材稀释、较高的熔敷速度和优良的堆焊层性能，即优质、高效、低稀释率的堆焊技术。目前，国内外广泛使用的埋弧堆焊修复材料有实芯焊丝和药芯焊丝，其中药芯焊丝属于高科技产品，由于具有成分调整灵活、易于制造、焊接质量高、综合成本低、堆焊后轧辊的使用寿命可延长1.3倍、而费用只是新轧辊的20-40％等优点，正逐渐成为自动化焊接材料开发、应用的主流。
申请号为CN201310176300.0的申请公开了一种高铬铸铁钢轧辊表层疲劳微裂纹激光快速修复方法，其先用激光快速修复高铬铸钢的表面疲劳微裂纹，通过激光熔凝方法使，但对于一些受损伤较轻的轧辊表面修复来说其轧辊修复采用激光设备成本较高，同时对于一些裂纹损伤较深的轧辊而言采用激光修复又不能一次将其损伤表面处理平整，需要多次激光修复过程才能处理。
申请号为CN201510742378.3的申请公开了一种用埋弧堆焊和激光熔覆修复磨损热轧辊的方法，其先用机械处理轧辊表面后用堆焊工艺焊接过渡层，最后用激光熔覆方式熔覆工作层，其先后采用堆焊和激光熔覆两种方式结合使用对轧辊进行修复，但由于堆焊前要求必须先将轧辊表面清理平整，去除表面的缺陷，否则很容易产生各种焊接缺陷，且采用焊接层作为基层容易产生脱落问题，导致了在整个工艺过程中费时费力，且堆焊前的车加工会使一些受损伤较重的轧辊被车掉很多，后期尺寸配合上容易出现问题。
综上可见，目前市面上对轧辊的修复方式通常效率不高，有些厂家盲目的使用激光处理或者堆焊处理不仅加大了成本还会导致修复效果不佳，修复工艺设置不合理，同时各个修复方式之间没有一个具体的指导参数以及操作方法，导致工人只能凭借经验判断需要采用的修复方式。
发明内容
本发明克服以上缺陷提供一种对轧辊进行修复的方法，工艺设置合理，修复效率高，且修复后可以实现修复基层与原轧辊表面融合性好不易脱落。可以先通过无损探伤系统对轧辊的受损伤程度进行预估，在了解轧辊受损伤程度的基础上，选择具体的工艺步骤对轧辊进行修复。
本发明是一种对轧辊进行修复的方法，具体修复方法如下：
步骤1，准备工作阶段：
采用无损探伤检测方式对轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷的深度进行测量，对于轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷深度大于30mm但小于整个轧辊半径的三分之一的重度损伤轧辊工作面去油污后进行预热处理；
对于轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷深度大于10mm但小于30mm的中度损伤轧辊工作面采用机械加工仅去除疲劳层，将轧辊工作面去油污后进行预热处理；
对于轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷深度小于10mm的轻度损伤轧辊工作面采用机械加工仅去除疲劳层，将轧辊工作面去油污后进行预热处理；
步骤2，修复工作阶段：
将待修复的经过预热处理的重度损伤轧辊进行复合熔铸修复至小于成品直径2mm左右，然后在轧辊的待修复工作表面上均匀的涂覆耐高温磨损合金A，采用激光熔覆2.5mm左右的耐高温磨损的轧辊工作层，最后将轧辊精加工至需要的尺寸；
将待修复的中度损伤轧辊进行预热处理，采用激光器对其表面进行低速扫描，同时采用高强度合金粉末B对金属材料表面进行激光熔凝处理，激光熔凝层的厚度为2mm左右，高强度合金熔凝层是可以提高轧辊工作强度的轧辊工作层，然后对轧辊表面埋弧堆焊，在轧辊的待修复工作表面上均匀的涂覆耐高温磨损合金A，采用激光熔覆2.5mm左右的耐高温磨损的轧辊工作层，将轧辊精加工至需要的尺寸；
将待修复的轻度损伤轧辊进行预热处理，先对局部受损区域采用高强度合金粉末B进行激光局部熔凝，在轧辊的待修复工作表面上均匀的涂覆耐高温磨损合金A，采用激光熔覆2.5mm左右的耐高温磨损的轧辊工作层，最后将轧辊精加工至需要的尺寸；
步骤3，成品无损探伤检测阶段：
采用超声波对修复后的轧辊进行检测，确认修复是否达到预期效果，若未达到预期效果根据其轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷的尺寸重复上述步骤1、2。
其中，在轧辊的待修复工作表面上均匀涂覆的耐高温磨损合金A的化学成分按重量百分比包括：Mn10％-15％、Cr8.5％-18％、Si1％-1.5％、Co6％-9％、Ni2％-2.5％、Mo0.5-1％、P<0.5％、C<0.3％、S<0.2％。
其中，采用高强度合金粉末B对金属材料表面进行激光熔凝处理中高强度合金粉末B的化学成分按重量百分比包括：Mn10％-15％、Cr8.5％-18％、Si1％-1.5％、Co6％-9％、Ni2％-2.5％、V<0.5％。
其中，对轧辊表面埋弧堆焊采用双层堆焊，具有过渡层以及承接层，过渡层可以起到高强度合金熔凝层与承接层之间的过渡，提高堆焊承接层的焊接效率，避免焊接的承接层易于脱落，而承接层的厚度一般为5-10mm，是轧辊表面机械加工去除疲劳层后主要的径向尺寸补偿。轧辊表面埋弧堆焊采用直径为3.2-4.5mm的药芯焊丝，焊接电流为550A，焊接电压为30V。待修复的轧辊直径为100-200mm，轧辊总重小于30t，轧辊的材质可以是铸铁、铸钢、高铬铸铁、锻钢中的一种。
将待修复的中度损伤轧辊进行激光熔凝处理前的预热处理温度为100-150℃，升温速度为100-120℃/h，预热处理时间为2h。
本发明的有益效果为：本发明通过采用无损探伤检测方式对轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷的深度进行测量，根据实际的轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷选择不同的处理方式，既节约了资源又提高了效率；对中度损伤轧辊工作面、轻度损伤轧辊工作面处理时，由于其后续步骤中包括采用高强度合金粉末B对金属材料表面进行激光熔凝处理，其相比于直接采用埋弧堆焊方式而言对工作表面的平整度要求不高，因此可以采用机械加工仅去除疲劳层，降低了修复成本。
附图说明
图1 本发明实对轧辊进行修复的方法的流程图。
具体实施方式
实施例1
本发明是一种对轧辊进行修复的方法，待修复的轧辊直径为100-200mm，轧辊总重小于30t，轧辊的材质可以是铸铁、铸钢、高铬铸铁、锻钢，具体修复方法如下：
步骤1，准备工作阶段：
采用无损探伤检测方式对轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷的深度进行测量，对于轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷大于30mm但小于整个轧辊直径的三分之一的重度损伤轧辊工作面去油污后进行预热处理；
对于轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷大于10mm但小于30mm的中度损伤轧辊工作面采用机械加工仅去除疲劳层，将轧辊工作面去油污后进行预热处理；
对于轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷小于10mm的轻度损伤轧辊工作面采用机械加工仅去除疲劳层，将轧辊工作面去油污后进行预热处理；
步骤2，修复工作阶段：
将待修复的经过预热处理的重度损伤轧辊进行复合熔铸修复至小于成品直径2mm左右，然后在轧辊的待修复工作表面上均匀的涂覆耐高温磨损合金A，采用激光熔覆2.5mm左右的耐高温磨损的轧辊工作层，最后将轧辊精加工至需要的尺寸；
将待修复的中度损伤轧辊进行预热处理，采用激光器对其表面进行低速扫描，同时采用高强度合金粉末B对金属材料表面进行激光熔凝处理，激光熔凝层的厚度为2mm左右，高强度合金熔凝层是可以提高轧辊工作强度的轧辊工作层，然后对轧辊表面埋弧堆焊，在轧辊的待修复工作表面上均匀的涂覆耐高温磨损合金A，采用激光熔覆2.5mm左右的耐高温磨损的轧辊工作层，将轧辊精加工至需要的尺寸；
将待修复的轻度损伤轧辊进行预热处理，先对局部受损区域采用高强度合金粉末B进行激光局部熔凝，在轧辊的待修复工作表面上均匀的涂覆耐高温磨损合金A，采用激光熔覆2.5mm左右的耐高温磨损的轧辊工作层，最后将轧辊精加工至需要的尺寸；
步骤3，成品无损探伤检测阶段：
采用超声波对修复后的轧辊进行检测，确认修复是否达到预期效果，若未达到预期效果根据其轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷的尺寸重复上述步骤1、2。
其中，在轧辊的待修复工作表面上均匀涂覆的耐高温磨损合金A的化学成分按重量百分比包括：Mn10％-15％、Cr8.5％-18％、Si1％-1.5％、Co6％-9％、Ni2％-2.5％、Mo0.5-1％、P<0.5％、C<0.3％、S<0.2％。
其中，采用高强度合金粉末B对金属材料表面进行激光熔凝处理中高强度合金粉末B的化学成分按重量百分比包括：Mn10％-15％、Cr8.5％-18％、Si1％-1.5％、Co6％-9％、Ni2％-2.5％、V<0.5％。
其中，对轧辊表面埋弧堆焊采用双层堆焊，具有过渡层以及承接层，过渡层可以起到高强度合金熔凝层与承接层之间的过渡，提高堆焊承接层的焊接效率，避免焊接的承接层易于脱落，而承接层的厚度一般为5-10mm，是轧辊表面机械加工去除疲劳层后主要的径向尺寸补偿。轧辊表面埋弧堆焊采用直径为3.2-4.5mm的药芯焊丝，焊接电流为550A，焊接电压为30V。
将待修复的中度损伤轧辊进行激光熔凝处理前的预热处理温度为100-150℃，升温速度为100-120℃/h，预热处理时间为2h。
以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种对轧辊进行修复的方法，其特征在于，具体修复方法如下：
步骤1，准备工作阶段：
采用无损探伤检测方式对轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷的深度进行测量，对于轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷深度大于30mm，小于整个轧辊半径的三分之一的重度损伤轧辊工作面去油污后进行预热处理；
对于轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷深度大于10mm但小于30mm的中度损伤轧辊工作面采用机械加工仅去除疲劳层，将轧辊工作面去油污后进行预热处理；
对于轧辊表面缺陷以及裂纹缺陷深度小于10mm的轻度损伤轧辊工作面采用机械加工仅去除疲劳层，将轧辊工作面去油污后进行预热处理；
步骤2，修复工作阶段：
将待修复的经过预热处理的重度损伤轧辊进行复合熔铸修复至小于成品直径2mm左右，然后在轧辊的待修复工作表面上均匀的涂覆耐高温磨损合金A，采用激光熔覆2.5mm左右的耐高温磨损的轧辊工作层，最后将轧辊精加工至需要的尺寸；
将待修复的中度损伤轧辊进行预热处理，采用激光器对其表面进行低速扫描，同时采用高强度合金粉末B对金属材料表面进行激光熔凝处理，激光熔凝层的厚度为2mm左右，高强度合金熔凝层是可以提高轧辊工作强度的轧辊工作层，然后对轧辊表面埋弧堆焊，在轧辊的待修复工作表面上均匀的涂覆耐高温磨损合金A，采用激光熔覆2.5mm左右的耐高温磨损的轧辊工作层，将轧辊精加工至需要的尺寸；
将待修复的轻度损伤轧辊进行预热处理，先对局部受损区域采用高强度合金粉末B进行激光局部熔凝，在轧辊的待修复工作表面上均匀的涂覆耐高温磨损合金A，采用激光熔覆2.5mm左右的耐高温磨损的轧辊工作层，最后将轧辊精加工至需要的尺寸；
步骤3，成品无损探伤检测阶段。
2.一种根据权利要求1所述的对轧辊进行修复的方法，其特征在于，在轧辊的待修复工作表面上均匀涂覆的耐高温磨损合金A的化学成分按重量百分比包括：Mn10％-15％、Cr8.5％-18％、Si1％-1.5％、Co6％-9％、Ni2％-2.5％、Mo0.5-1％、P<0.5％、C<0.3％、S<0.2％。
3.一种根据权利要求1所述的对轧辊进行修复的方法，其特征在于，对金属材料表面进行激光熔凝处理中高强度合金粉末B的化学成分按重量百分比包括：Mn10％-15％、Cr8.5％-18％、Si1％-1.5％、Co6％-9％、Ni2％-2.5％、V<0.5％。
4.一种根据权利要求1所述的对轧辊进行修复的方法，其特征在于，待修复的轧辊直径为100-200mm，轧辊总重小于30t，轧辊的材质是铸铁、铸钢、高铬铸铁、锻钢中的一种。
5.一种根据权利要求4述的对轧辊进行修复的方法，其特征在于，将待修复的中度损伤轧辊进行激光熔凝处理前的预热处理温度为100-150℃，升温速度为100-120℃/h，预热处理时间为2h。
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