CN109722662A

CN109722662A - 一种机架辊的激光熔覆修复方法

Info

Publication number: CN109722662A
Application number: CN201711033594.6A
Authority: CN
Inventors: 崔忠宝; 尚旭
Original assignee: Anshan Continental Laser Technology Co Ltd
Current assignee: Anshan Continental Laser Technology Co Ltd
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2019-05-07

Abstract

本发明公开了一种机架辊的激光熔覆修复方法，包括去除疲劳层、堆焊恢复尺寸、退火、外径车削、低碳堆焊、预热、激光熔覆、缓冷、氩弧焊修补。对于再次修复，提出了当激光熔覆层磨损掉0.8~1.2mm时进行再次修复。本发明使得机架辊的修复得以实现，同时满足了机架辊抗冲击、耐磨、防氧化腐蚀、耐高温、抗高压水冲蚀的要求，使用寿命达到2年以上。

Description

一种机架辊的激光熔覆修复方法

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，特别是涉及一种机架辊的激光熔覆修复方法。

背景技术

冶金轧钢行业中使用大量的辊道，其中被安装在机架上的几根独立驱动的工作辊道被成为机架辊。主要作用是为了可靠输送轧件,顺利实现咬钢和抛钢。机架辊是轧钢设备的重要部件,承受着高温、氧化腐蚀、钢坯快速强烈冲击、钢坯摩擦磨损、高压水冲蚀等恶劣环境的影响。

例如：五米厚板轧机在线机架辊长期使用，磨损量高达20mm，甚至达到30~40mm。由于其材质为34CrNiMo6，其碳含量相对较高。传统采用堆焊方法修复，通常最多可堆焊两次，上机使用时间短，且出现大量裂纹，极易发生断辊事故。目前从产品质量及生产安全方面考虑，已不再进行堆焊修复。

专利号CN201220494087.9的中国专利《一种耐磨输送辊道》，其公开了一种耐磨输送辊道。在其基体表面的螺旋形槽内用激光熔覆耐磨层提高其耐磨性能。

专利号CN201410393338.8的中国专利《辊道辊面激光熔覆焊耐磨层的方法》，其公开了一种辊道辊面激光熔覆焊耐磨层的方法，其针对转钢辊道的耐磨和防腐给出了解决方案。

机架辊不同于输送辊道和转钢辊道，其工作位置是在轧钢机架上，参与轧制过程，除磨损和氧化腐蚀外，其还承受着高温及高压水冲蚀和钢坯强烈冲击，上述工作环境造成专利号CN201220494087.9和CN201410393338.8所公开的技术不能用于修复机架辊。

目前很难有一种有效的解决方案，因此钢厂对于下线的机架辊大多采用直接报废的处理方式。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供一种机架辊的激光熔覆修复方法，使机架辊的修复得以实现，从而提高其使用寿命，节约成本。

本发明给出的技术方案是一种机架辊的激光熔覆修复方法，其特征在于，按照如下工艺流程完成：

（1）对机架辊进行随磨损形状车削加工，去除疲劳层；

（2）将机架辊用火焰加热预热150℃以上，使用低碳焊丝堆焊恢复外径尺寸，焊后布氏硬度HB控制在250~295；低碳焊丝可确保堆焊无裂纹；

（3）焊后热处理退火，去除焊接应力；

（4）车削至直径比标准尺寸小1.5~2.5mm；

（5）使用镍基625焊丝，采用氩弧焊的方法修补堆焊缺陷，修补至重新着色探伤无缺陷为止；

（6）采用火焰加热预热至100℃以上；

（7）进行激光熔覆加工，所使用的激光熔覆粉末，其化学成分重量百分比：硅1.3%、铬29%、镍19%、锰0.32%、钒1.9%、钼5.2%、钨6.2%、钇0.12%，其余为铁，激光熔覆粉末粒度为53~150μm；

其激光熔覆工艺参数为：

聚焦镜f= 400mm，

熔覆功率P=3800~4000W，

光斑直径D=3.2~4.0mm，

熔覆线速度V=500~1000mm/min，

搭接率50%，

熔覆层厚度1.3~1.5mm；

激光粉末同时具备抗冲击、耐磨、防腐蚀、耐高温等特点；

（8）激光熔覆结束后，缓冷至室温；

（9）使用镍基625焊丝，采用氩弧焊的方法修补缺陷，修补至重新着色探伤无缺陷为止。

本发明的优化，对于精轧机架辊，激光熔覆结束采用镍基625焊丝氩弧焊的方法修补缺陷后，为保证轧制产品质量，进行精车加工。

进一步，修复后的机架辊进行上线使用，当激光熔覆层磨损掉0.8~1.2mm时，再次利用所述的机架辊的激光熔覆修复方法对机架辊进行修复，可省略步骤（2）低碳焊丝堆焊恢复外径尺寸的步骤，避免产生裂纹，同时又可以保证轧制线标高，提高产品质量。

本发明的有益效果：本发明使得机架辊的修复得以实现，1mm的激光熔覆层同时满足了机架辊抗冲击、耐磨、防氧化腐蚀、耐高温、抗高压水冲蚀的要求，使用寿命达到2年以上。而且本发明提出了只使用1mm激光熔覆层的方案，推广到其他辊道修复，可以实现辊道“恒辊径”运行，确保轧制线标高，可以减少钢坯对辊道和设备的冲击，降低事故的发生，提高轧制产品质量。

具体实施方式

实施例一：五矿营钢厚板厂精轧机架辊首次修复，其工艺流程：

（1）对机架辊进行随磨损形状车削加工，去除疲劳层；

（2）对机架辊进行着色探伤，表面无裂纹，按JB/75000.15-2007标准进行超声波探伤，灵敏度Ø3，合格；

（3）火焰加热预热150℃以上，使用08A焊丝堆焊至外径尺寸为602mm，焊后硬度为HB260-270；

（4）570℃保温8小时缓冷退火，去除焊接应力；

（5）在车床上车削至直径598mm；

（6）进行着色探伤、超声波探伤，探伤合格；

（7）配置激光熔覆粉末，熔覆层应同时具备抗冲击、耐磨、防腐蚀、耐高温等特点，化学成分重量百分比：硅1.3%、铬29%、镍19%、锰0.32%、钒1.9%、钼5.2%、钨6.2%、钇0.12%，其余为铁及不可避免的杂质，粉末粒度为53-150μm；

（8）制定合理的激光熔覆工艺，其工艺参数为：

聚焦镜f= 400mm，

熔覆功率P=3800W，

光斑直径D=3.6mm，

熔覆线速度V=700mm/min，

搭接率50%，

熔覆层厚度1.3-1.5mm；

（9）将机架辊放置于激光加工机床上，找正，采用火焰加热预热至100℃以上；

（10）使用流程（7）和流程（8）的粉末和工艺进行激光熔覆加工；

（11）激光熔覆结束后，缓冷至室温；

（12）使用镍基625焊丝，采用氩弧焊的方法修补缺陷，修补至重新着色探伤无缺陷为止；

（13）进行精车加工。

该机架辊经上线使用测试，效果良好。

实施例二：五矿营钢厚板厂粗轧机架辊二次修复，其工艺流程：

（1）在车床上车削至直径597.8mm；

（2）进行着色探伤、超声波探伤，探伤合格；

（3）配置激光熔覆粉末，熔覆层应同时具备抗冲击、耐磨、防腐蚀、耐高温等特点，化学成分重量百分比：硅1.3%、铬29%、镍19%、锰0.32%、钒1.9%、钼5.2%、钨6.2%、钇0.12%，其余为铁及不可避免的杂质，粉末粒度为53-150μm；

（4）制定合理的激光熔覆工艺，其工艺参数为：

聚焦镜f= 400mm，

熔覆功率P=4000W，

光斑直径D=3.2mm，

熔覆线速度V=800mm/min，

搭接率50%，

熔覆层厚度1.3-1.5mm；

（5）将机架辊放置于激光加工机床上，找正，采用火焰加热预热至100℃以上；

（6）使用流程（3）和流程（4）的粉末和工艺进行激光熔覆加工；

（7）激光熔覆结束后，缓冷至室温；

（8）使用镍基625焊丝，采用氩弧焊的方法修补缺陷，修补至重新着色探伤无缺陷为止。

Claims

1.一种机架辊的激光熔覆修复方法，其特征在于，按照如下工艺流程完成：

（1）对机架辊进行随磨损形状车削加工，去除疲劳层；

（2）将机架辊用火焰加热预热150℃以上，使用低碳焊丝堆焊恢复外径尺寸，焊后布氏硬度HB控制在250~295；

（3）焊后热处理退火，去除焊接应力；

（4）车削至直径比标准尺寸小1.5~2.5mm；

（6）采用火焰加热预热至100℃以上；

其激光熔覆工艺参数为：

聚焦镜f= 400mm，

熔覆功率P=3800~4000W，

光斑直径D=3.2~4.0mm，

熔覆线速度V=500~1000mm/min，

搭接率50%，

熔覆层厚度1.3~1.5mm；

（8）熔覆结束后，缓冷至室温；

2.根据权利要求1所述的一种机架辊的激光熔覆修复方法，其特征在于，对于精轧机架辊，激光熔覆结束采用镍基625焊丝氩弧焊的方法修补缺陷后，为保证轧制产品质量，进行精车加工。

3.根据权利要求1所述的一种机架辊的激光熔覆修复方法，其特征在于，修复完的机架辊上线使用后，当激光熔覆层磨损掉0.8~1.2mm时，利用所述的机架辊的激光熔覆修复方法对机架辊进行修复，可省略步骤（2）低碳焊丝堆焊恢复外径尺寸的步骤。