CN110016664B - 一种球磨铸铁轧辊的强化方法及一种强化球磨铸铁轧辊 - Google Patents

一种球磨铸铁轧辊的强化方法及一种强化球磨铸铁轧辊 Download PDF

Info

Publication number
CN110016664B
CN110016664B CN201910470111.1A CN201910470111A CN110016664B CN 110016664 B CN110016664 B CN 110016664B CN 201910470111 A CN201910470111 A CN 201910470111A CN 110016664 B CN110016664 B CN 110016664B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cast iron
layer
priming
iron roller
cladding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910470111.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110016664A (zh
Inventor
付宇明
张钰
付晨
郑丽娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Jinqiao Machinery Manufacturing Co ltd
Original Assignee
Yanshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanshan University filed Critical Yanshan University
Priority to CN201910470111.1A priority Critical patent/CN110016664B/zh
Publication of CN110016664A publication Critical patent/CN110016664A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110016664B publication Critical patent/CN110016664B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
    • C23C24/103—Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
    • C23C24/106—Coating with metal alloys or metal elements only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/021—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material including at least one metal alloy layer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Abstract

本发明提供了一种球磨铸铁轧辊的强化方法及一种强化球磨铸铁轧辊，属于金属表面处理技术领域。本发明采用激光熔覆、激光合金化分别制备打底熔覆层和合金化层，结合打底熔覆层用材料和合金化层用材料，得到不开裂的打底熔覆层和强化合金化层，同时激光熔覆和激光合金化均具有较低的热输入，产生较小的热影响区和热变形，进一步提高了打底熔覆层和合金化层的质量，克服了常规的表面技术如堆焊、等离子弧熔覆、喷焊等极易导致球磨铸铁轧辊表面开裂，而无法实现球磨铸铁轧辊强化的缺点。实施例的数据表明：通过实际对比测试，强化后的球磨铸铁轧辊的过钢量较未强化的球磨铸铁轧辊提高了2倍多。

Description

一种球磨铸铁轧辊的强化方法及一种强化球磨铸铁轧辊
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种球磨铸铁轧辊的强化方法及一种强化球磨铸铁轧辊。
背景技术
在轧钢生产过程中，轧辊会因各种原因而磨损和疲劳，特别是大量使用的球磨铸铁轧辊，如何提高球磨铸铁轧辊的过钢量和使用寿命，成为制约吨钢成本的关键因素。
由于球磨铸铁材质的特殊性，传统工艺方法无法实现其强化，如传统的堆焊工艺、喷焊工艺及等离子熔覆等技术，由于它们的焊接过程热输入大，往往造成球磨铸铁轧辊表面开裂，导致轧辊报废，无法完成强化；而单纯采用激光合金化技术，由于使用过的球磨铸铁轧辊表面疲劳层的存在，无法直接进行合金化强化。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种球磨铸铁轧辊的强化方法及一种强化球磨铸铁轧辊，本发明的强化方法得到了不开裂的打底熔覆层和强化合金化层，强化后的球磨铸铁轧辊具有优异的过钢量。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种球磨铸铁轧辊的强化方法，包括以下步骤：
将球磨铸铁轧辊进行预处理，得到预处理球磨铸铁轧辊；
在所述预处理球磨铸铁轧辊表面依次激光熔覆打底熔覆层和激光合金化合金化层；
以质量百分比计，所述打底熔覆层用材料包括以下组分：C 0.31～0.35％，Cr5.21～5.50％，Mn 0.38～0.42％，V 0.93～1.16％，余量为Fe；所述合金化层用材料包括以下组分：C 0.30～0.35％，Si 0.95～1.05％，Cr 5.05～5.20％，Mo 1.35～1.50％，余量为Fe。
优选地，所述激光熔覆的参数包括：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3500～4000W，扫描速度为350～600mm/min。
优选地，所述打底熔敷层的搭接率为30～50％。
优选地，所述打底熔覆层的单边厚度为0.8～1.3mm。
优选地，所述激光合金化的参数包括：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3800～4000W，扫描速度为1000～1200mm/min。
优选地，所述合金化层的搭接率为0～10％。
优选地，所述合金化层的单边厚度为0.3～0.5mm。
优选地，所述打底熔覆层用材料和合金化层用材料均为粉末；所述粉末的粒度为135～325目。
优选地，所述预处理包括：对所述球磨铸铁轧辊进行车削、清洗和脱脂处理。
本发明还提供了上述技术方案所述强化方法得到的强化球磨铸铁轧辊，所述强化球磨铸铁轧辊包括球磨铸铁轧辊本体、打底熔覆层和合金化层。
本发明提供了一种球磨铸铁轧辊的强化方法，包括以下步骤：将球磨铸铁轧辊进行预处理，得到预处理球磨铸铁轧辊；在所述预处理球磨铸铁轧辊表面依次激光熔覆打底熔覆层和激光合金化合金化层；以质量百分比计，所述打底熔覆层用材料包括以下组分：C0.31～0.35％，Cr 5.21～5.50％，Mn 0.38～0.42％，V 0.93～1.16％，余量为Fe；所述合金化层用材料包括以下组分：C 0.30～0.35％，Si 0.95～1.05％，Cr 5.05～5.20％，Mo 1.35～1.50％，余量为Fe。
本发明采用激光熔覆、激光合金化分别制备打底熔覆层和合金化层，结合打底熔覆层用材料和合金化层用材料，得到不开裂的打底熔覆层和强化合金化层，同时激光熔覆和激光合金化均具有较低的热输入，产生较小的热影响区和热变形，进一步提高了打底熔覆层和合金化层的质量，克服了常规的表面技术如堆焊、等离子弧熔覆、喷焊等极易导致球磨铸铁轧辊表面开裂，而无法实现球磨铸铁轧辊强化的缺点。实施例的数据表明：本发明制得的强化球磨铸铁轧辊表面初始硬度为HRC42-45，打底熔覆层的硬度为HRC49-51，合金化层的硬度可以达到HRC59-60，实现了球磨铸铁轧辊的强化；通过实际对比测试，强化后的球磨铸铁轧辊过钢量较未强化的球磨铸铁轧辊提高了2倍多。
本发明还提供了上述技术方案所述的强化方法得到的强化球磨铸铁轧辊，所述强化球磨铸铁轧辊包括球磨铸铁轧辊本体、打底熔覆层和合金化层。强化球磨铸铁轧辊具有优异的过钢量。
附图说明
图1为实施例1在球磨铸铁轧辊表面熔敷打底熔覆层后经打磨后的效果图。
具体实施方式
本发明提供了一种球磨铸铁轧辊的强化方法，包括以下步骤：
将球磨铸铁轧辊进行预处理，得到预处理球磨铸铁轧辊；
在所述预处理球磨铸铁轧辊表面依次激光熔覆打底熔覆层和激光合金化合金化层；
以质量百分比计，所述打底熔覆层用材料包括以下组分：C 0.31～0.35％，Cr5.21～5.50％，Mn 0.38～0.42％，V 0.93～1.16％，余量为Fe；所述合金化层用材料包括以下组分：C 0.30～0.35％，Si 0.95～1.05％，Cr 5.05～5.20％，Mo 1.35～1.50％，余量为Fe。
本发明将球磨铸铁轧辊进行预处理，得到预处理球磨铸铁轧辊。
在本发明中，所述预处理优选包括：对所述球磨铸铁轧辊进行车削、清洗和脱脂处理。在本发明中，所述车削的单边厚度优选为0.5～1mm；所述车削能够去除球磨铸铁轧辊表面的磨损疲劳层。
在本发明中，所述清洗用试剂优选为无水乙醇；本发明对无水乙醇的用量、清洗次数不做限定，只要能够将球磨铸铁轧辊表面的油污去除干净即可。
在本发明中，所述脱脂处理用试剂优选为有机溶剂或者无机脱脂剂；本发明对所述脱脂处理次数及脱脂处理用试剂的用量不做具体限定。
对球磨铸铁轧辊清洗后，优选还包括对清洗后的球磨铸铁轧辊进行无损检测；所述无损检测优选包括磁粉探伤和超声波探伤。在本发明中，所述无损检测的目的是检查清洗后的球磨铸铁轧辊是否存在裂纹等缺陷，确保无表面和内部缺陷；若无损检测合格，进行下一步的脱脂处理；若无损检测不合理，建议舍弃，作为新轧辊的冶金铸造原料使用。
得到预处理球磨铸铁轧辊后，本发明在所述预处理球磨铸铁轧辊表面依次激光熔覆打底熔覆层和激光合金化合金化层。
在本发明中，以质量百分比计，所述打底熔覆层用材料包括以下组分：C 0.31～0.35％，Cr 5.21～5.50％，Mn 0.38～0.42％，V 0.93～1.16％，余量为Fe；优选为C 0.32～0.34％，Cr 5.25～5.40％，Mn 0.39～0.41％，V 0.96～1.10％，余量为Fe；进一步优选为C0.33％，Cr 5.30～5.35％，Mn 0.40％，V 1.00～1.05％，余量为Fe。在本发明中，所述打底熔覆层用材料优选为粉末；所述粉末的粒度优选为135～325目。
在本发明中，所述激光熔覆的参数优选包括：激光器的光斑优选为2×14mm的矩形光斑；扫描功率优选为3500～4000W，进一步优选为3600～3900W，更优选为3700～3800W；扫描速度优选为350～600mm/min，进一步优选为400～550mm/min，更优选为450～500mm/min。在本发明中，所述打底熔敷层的搭接率优选为30～50％，进一步优选为35～45％，更优选为40％。在本发明中，所述打底熔覆层的单边厚度优选为0.8～1.3mm。
激光熔覆打底熔覆层后，本发明优选还包括对所述打底熔覆层进行车削；本发明对所述车削的单边厚度不做具体限定，只要使球磨铸铁轧辊恢复到标准尺寸即可；具体的如，球磨铸铁轧辊在预处理时车削掉0.5mm后；在制备1.3mm厚的打底熔覆层后，需要将打底熔覆层车削0.8mm，以使球磨铸铁轧辊恢复到最初尺寸。
本发明的激光熔覆具有较低的热输入，产生较小的热影响区和热变形，再结合打底熔覆层用材料及激光熔覆参数，得到了不开裂的打底熔覆层。
在本发明中，以质量百分比计，所述合金化层用材料包括以下组分：C 0.30～0.35％，Si 0.95～1.05％，Cr 5.05～5.20％，Mo 1.35～1.50％，余量为Fe；优选为C 0.31～0.34％，Si 0.97～1.03％，Cr 5.10～5.15％，Mo 1.40～1.45％，余量为Fe；进一步优选为C 0.32～0.33％，Si 0.98～1.00％，Cr 5.10～5.15％，Mo 1.40～1.45％，余量为Fe。在本发明中，所述合金化层用材料优选为粉末；所述粉末的粒度优选为135～325目。
在本发明中，所述激光合金化的参数优选包括：激光器的光斑优选为2×14mm的矩形光斑；扫描功率优选为3800～4000W，进一步优选为3850～3950W，更优选为3900W；扫描速度优选为1000～1200mm/min，进一步优选为1050～1150mm/min，更优选为1100mm/min。在本发明中，所述合金化层的搭接率优选为0～10％。在本发明中，所述合金化层的单边厚度优选为0.3～0.5mm。
激光合金化合金化层后，本发明优选对所述合金化层进行表面着色探伤，若没有裂痕等缺陷，对球磨铸铁轧辊的合金化层进行抛光处理；本发明对所述抛光处理的参数不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的抛光处理参数即可。若表面探伤发现裂痕等缺陷，将所述球磨铸铁轧辊继续进行预处理、制备打底熔覆层和合金化层；再继续进行表面着色探伤，若没有发现裂痕等缺陷，进行抛光处理；若依然存在裂痕等缺陷，考虑球磨铸铁轧辊已经完全疲劳，建议舍弃回炉。
本发明还提供了上述技术方案所述的强化方法得到强化球磨铸铁轧辊；所述强化球磨铸铁轧辊包括球磨铸铁轧辊本体、打底熔覆层和合金化层。本发明的强化球磨铸铁轧辊具有优异的过钢量。
下面结合实施例对本发明提供的一种球磨铸铁轧辊的强化方法及强化球磨铸铁轧辊进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)车削掉球磨铸铁轧辊表面的磨损疲劳层，单边车削量为0.5mm；使用无水乙醇清洗车削后的球磨铸铁轧辊表面，去除油污等杂质；对车削后的球磨铸铁轧辊采用磁粉探伤和超声波探伤，检查是否存在裂纹等缺陷，确保无表面和内部缺陷；对清洗后的球磨铸铁轧辊表面进行脱脂处理，得到预处理球磨铸铁轧辊；
(2)分别制备打底熔覆层用粉末材料和合金化层用粉末材料，以质量百分比计；所述打底熔覆层用粉末包括以下组分：C 0.31％，Cr 5.21％，Mn 0.38％，V 0.93％，余量为Fe，粒度为135～325目；所述合金化层用粉末材料包括以下组分：C 0.30％，Si 0.95％，Cr5.05％，Mo 1.35％，余量为Fe，粒度为135～325目；通过激光扫描将打底熔覆层用粉末材料熔覆到预处理球磨铸铁轧辊的辊面上，以形成打底熔覆层，激光熔覆扫描时的参数为：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3500W，扫描速度为350mm/min，搭接率为30％，得到的打底熔覆层单边厚度为0.8mm；对打底熔覆层进行车削加工，单边车削厚度为0.3mm，恢复球磨铸铁轧辊尺寸；接下来通过激光扫描合金化层用粉末材料，激光合金化扫描时的参数为：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3800W，扫描速度为1000mm/min，搭接率为0％，在打底熔覆层表面形成合金化层；对合金化层进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对检验合格的铸铁轧辊进行打磨抛光处理，得到符合使用要求的强化球磨铸铁轧辊。
图1为本实施例在球磨铸铁轧辊表面熔敷打底熔覆层后经打磨后的效果图。从图1可以看出：在球磨铸铁轧辊表面熔敷打底熔覆层后表面光滑，没有开裂。
所得强化球磨铸铁轧辊的球磨铸铁轧辊的硬度为HRC42，打底熔覆层的硬度为HRC49，合金化层的硬度为HRC59。
测试本实施例所得12架强化球磨铸铁轧辊的过钢量5500吨，原始未强化球磨铸铁轧辊过钢量为2500吨。
实施例2
(1)车削掉球磨铸铁轧辊表面的磨损疲劳层，单边车削量为1mm；使用无水乙醇清洗车削后的球磨铸铁轧辊表面，去除油污等杂质；对车削后的球磨铸铁轧辊采用磁粉探伤和超声波探伤，检查是否存在裂纹等缺陷，确保无表面和内部缺陷；对清洗后的球磨铸铁轧辊表面进行脱脂处理，得到预处理球磨铸铁轧辊；
(2)分别制备打底熔覆层用粉末材料和合金化层用粉末材料，以质量百分比计；所述打底熔覆层用粉末材料包括以下组分：C 0.35％，Cr 5.50％，Mn 0.42％，V 1.16％，余量为Fe，粒度为135～325目；所述合金化层用粉末材料包括以下组分：C 0.35％，Si 1.05％，Cr 5.20％，Mo 1.50％，余量为Fe，粒度为135～325目；通过激光扫描将打底熔覆层用粉末材料熔覆到预处理球磨铸铁轧辊的辊面上，以形成打底熔覆层，激光熔覆扫描时的参数为：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为4000W，扫描速度为600mm/min，搭接率为50％，得到的打底熔覆层的单边厚度为1.3mm；对打底熔覆层进行车削加工，单边车削厚度为0.3mm，恢复球磨铸铁轧辊尺寸；接下来通过激光扫描合金化层用粉末材料，激光合金化扫描时的参数为：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为4000W，扫描速度为1200mm/min，搭接率为10％，在打底熔覆层表面形成合金化层；对合金化层进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对检验合格的铸铁轧辊进行打磨抛光处理，得到符合使用要求的强化球磨铸铁轧辊。
所得强化球磨铸铁轧辊的球磨铸铁轧辊的硬度为HRC45，打底熔覆层的硬度为HRC51，合金化层的硬度为HRC60。
测试本实施例所得12架强化球磨铸铁轧辊的过钢量5650吨，原始未强化球磨铸铁轧辊过钢量为2500吨。
实施例3
(1)车削掉球磨铸铁轧辊表面的磨损疲劳层，单边车削量为0.6mm；使用无水乙醇清洗车削后的球磨铸铁轧辊表面，去除油污等杂质；对车削后的球磨铸铁轧辊采用磁粉探伤和超声波探伤，检查是否存在裂纹等缺陷，确保无表面和内部缺陷；对清洗后的球磨铸铁轧辊表面进行脱脂处理，得到预处理球磨铸铁轧辊；
(2)分别制备打底熔覆层用粉末材料和合金化层用粉末材料，以质量百分比计，所述打底熔覆层用粉末材料包括以下组分：C 0.32％，Cr 5.30％，Mn 0.40％，V 1.00％，余量为Fe，粒度为135～325目；所述合金化层用粉末材料包括以下组分：C 0.30％，Si 0.95％，Cr 5.05％，Mo 1.35％，余量为Fe，粒度为135～325目；通过激光扫描将打底熔覆层用粉末材料熔覆到预处理球磨铸铁轧辊的辊面上，以形成打底熔覆层，激光熔覆扫描时的参数为：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3500W，扫描速度为350mm/min，搭接率为30％，得到的打底熔覆层的单边厚度为0.9mm；对打底熔覆层进行车削加工，单边车削厚度为0.3mm，恢复球磨铸铁轧辊尺寸；接下来通过激光扫描合金化层用粉末材料，激光合金化扫描时的参数为：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3800W，扫描速度为1000mm/min，搭接率为5％，在打底熔覆层表面形成合金化层；对合金化层进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对检验合格的铸铁轧辊进行打磨抛光处理，得到符合使用要求的强化球磨铸铁轧辊。
所得强化球磨铸铁轧辊的球磨铸铁轧辊的硬度为HRC44，打底熔覆层的硬度为HRC50，合金化层的硬度为HRC60。
测试本实施例所得12架强化球磨铸铁轧辊的过钢量5850吨，原始未强化球磨铸铁轧辊过钢量为2500吨。
实施例4
(1)车削掉球磨铸铁轧辊表面的磨损疲劳层，单边车削量为0.6mm；使用无水乙醇清洗车削后的球磨铸铁轧辊表面，去除油污等杂质；对车削后的球磨铸铁轧辊采用磁粉探伤和超声波探伤，检查是否存在裂纹等缺陷，确保无表面和内部缺陷；对清洗后的球磨铸铁轧辊表面进行脱脂处理，得到预处理球磨铸铁轧辊；
(2)分别制备打底熔覆层用粉末材料和合金化层用粉末材料，所述打底熔覆层用粉末材料包括以下组分：C 0.35％，Cr 5.50％，Mn 0.42％，V 1.16％，余量为Fe，粒度为135-325目；所述合金化层用粉末材料包括以下组分：C 0.35％，Si 1.05％，Cr 5.05％，Mo1.35％，余量为Fe，粒度为135～325目；通过激光扫描将打底熔覆层用粉末材料熔覆到预处理球磨铸铁轧辊的辊面上，以形成打底熔覆层，激光熔覆扫描时的参数为：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3600W，扫描速度为420mm/min，搭接率为30％，得到的打底熔覆层的单边厚度为0.9mm；对打底熔覆层进行车削加工，单边车削厚度为0.3mm，恢复球磨铸铁轧辊尺寸；接下来通过激光扫描合金化层用粉末材料，激光合金化扫描时的参数为：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为4000W，扫描速度为1200mm/min，搭接率为10％，在打底熔覆层表面形成合金化层；对合金化层进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对检验合格的铸铁轧辊进行打磨抛光处理，得到符合使用要求的强化球磨铸铁轧辊。
所得强化球磨铸铁轧辊的球磨铸铁轧辊的硬度为HRC43，打底熔覆层的硬度为HRC51，合金化层的硬度为HRC60。
测试本实施例所得12架强化球磨铸铁轧辊的过钢量6400吨，原始未强化球磨铸铁轧辊过钢量为2500吨。
实施例5
(1)车削掉球磨铸铁轧辊表面的磨损疲劳层，单边车削量为0.7mm；使用无水乙醇清洗车削后的球磨铸铁轧辊表面，去除油污等杂质；对车削后的球磨铸铁轧辊采用磁粉探伤和超声波探伤，检查是否存在裂纹等缺陷，确保无表面和内部缺陷；对清洗后的球磨铸铁轧辊表面进行脱脂处理，得到预处理球磨铸铁轧辊；
(2)分别制备打底熔覆层用粉末材料和合金化层用粉末材料，以质量百分比计，所述打底熔覆层用粉末材料包括以下组分：C 0.35％，Cr 5.50％，Mn 0.38％，V 0.93％，余量为Fe，粒度为135～325目；所述合金化层用粉末材料包括以下组分：C 0.30％，Si 1.05％，Cr 5.05％，Mo 1.50％，余量为Fe，粒度为135～325目；通过激光扫描将打底熔覆层用粉末材料熔覆到预处理球磨铸铁轧辊的辊面上，以形成打底熔覆层，激光熔覆扫描时的参数为：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3800W，扫描速度为540mm/min，搭接率为50％，得到的打底熔覆层的单边厚度为1.0mm；对打底熔覆层进行车削加工，单边车削厚度为0.3mm，恢复球磨铸铁轧辊尺寸；接下来通过激光扫描合金化层用粉末材料，激光合金化扫描时的参数为：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为4000W，扫描速度为1200mm/min，搭接率为10％，在打底熔覆层表面形成合金化层；对合金化层进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对检验合格的铸铁轧辊进行打磨抛光处理，得到符合使用要求的强化球磨铸铁轧辊。
所得强化球磨铸铁轧辊的球磨铸铁轧辊的硬度为HRC42，打底熔覆层的硬度为HRC49，合金化层的硬度为HRC60。
测试本实施例所得12架强化球磨铸铁轧辊的过钢量5900吨，原始未强化球磨铸铁轧辊过钢量为2500吨。
实施例6
(1)车削掉球磨铸铁轧辊表面的磨损疲劳层，单边车削量为0.7mm；使用无水乙醇清洗车削后的球磨铸铁轧辊表面，去除油污等杂质；对车削后的球磨铸铁轧辊采用磁粉探伤和超声波探伤，检查是否存在裂纹等缺陷，确保无表面和内部缺陷；对清洗后的球磨铸铁轧辊表面进行脱脂处理，得到预处理球磨铸铁轧辊；
(2)分别制备打底熔覆层用粉末材料和合金化层用粉末材料，以质量百分比计，所述打底熔覆层用粉末材料包括以下组分：C 0.31％，Cr 5.21％，Mn 0.38％，V 0.93％，余量为Fe，粒度为135325目；所述合金化层用粉末材料包括以下组分：C 0.30％，Si 1.05％，Cr5.20％，Mo 1.40％，余量为Fe，粒度为135～325目；通过激光扫描将打底熔覆层用粉末材料熔覆到预处理球磨铸铁轧辊的辊面上，以形成打底熔覆层，激光熔覆扫描时的参数为：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为4000W，扫描速度为600mm/min，搭接率为50％，得到的打底熔覆层的单边厚度为1.0mm；对打底熔覆层进行车削加工，单边车削厚度为0.3mm，恢复球磨铸铁轧辊尺寸；接下来通过激光扫描合金化层用粉末材料，激光合金化扫描时的参数为：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3800W，扫描速度为1000mm/min，搭接率为5％，在打底熔覆层表面形成合金化层；对合金化层进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对检验合格的铸铁轧辊进行打磨抛光处理，得到符合使用要求的强化球磨铸铁轧辊。
所得强化球磨铸铁轧辊的球磨铸铁轧辊的硬度为HRC44，打底熔覆层的硬度为HRC49，合金化层的硬度为HRC60。
测试本实施例所得12架强化球磨铸铁轧辊的过钢量5830吨，原始未强化球磨铸铁轧辊过钢量为2500吨。
实施例7
(1)车削掉球磨铸铁轧辊表面的磨损疲劳层，单边车削量为0.8mm；使用无水乙醇清洗车削后的球磨铸铁轧辊表面，去除油污等杂质；对车削后的球磨铸铁轧辊采用磁粉探伤和超声波探伤，检查是否存在裂纹等缺陷，确保无表面和内部缺陷；对清洗后的球磨铸铁轧辊表面进行脱脂处理，得到预处理球磨铸铁轧辊；
(2)分别制备打底熔覆层用粉末材料和合金化层用粉末材料，以质量百分比计，所述打底熔覆层用粉末材料包括以下组分：C 0.35％，Cr 5.21％，Mn 0.38％，V 0.93％，余量为Fe，粒度为135～325目；所述合金化层用粉末材料包括以下组分：C 0.35％，Si 1.05％，Cr 5.20％，Mo 1.35％，余量为Fe，粒度为135～325目；通过激光扫描将打底熔覆层用粉末材料熔覆到预处理球磨铸铁轧辊的辊面上，以形成打底熔覆层，激光熔覆扫描时的参数为：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3900W，扫描速度为550mm/min，搭接率为50％，得到的打底熔覆层的单边厚度为1.1mm；对打底熔覆层进行车削加工，单边车削厚度为0.3mm，恢复球磨铸铁轧辊尺寸；接下来通过激光扫描合金化层用粉末材料，激光合金化扫描时的参数为：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为4000W，扫描速度为1200mm/min，搭接率为10％，在打底熔覆层表面形成合金化层；对合金化层进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对检验合格的铸铁轧辊进行打磨抛光处理，得到符合使用要求的强化球磨铸铁轧辊。
所得强化球磨铸铁轧辊的球磨铸铁轧辊的硬度为HRC42，打底熔覆层的硬度为HRC51，合金化层的硬度为HRC59。
测试本实施例所得12架强化球磨铸铁轧辊的过钢量5780吨，原始未强化球磨铸铁轧辊过钢量为2500吨。
实施例8
(1)车削掉球磨铸铁轧辊表面的磨损疲劳层，单边车削量为0.8mm；使用无水乙醇清洗车削后的球磨铸铁轧辊表面，去除油污等杂质；对车削后的球磨铸铁轧辊采用磁粉探伤和超声波探伤，检查是否存在裂纹等缺陷，确保无表面和内部缺陷；对清洗后的球磨铸铁轧辊表面进行脱脂处理，得到预处理球磨铸铁轧辊；
(2)分别制备打底熔覆层用粉末材料和合金化层用粉末材料，以质量百分计，所述打底熔覆层用粉末材料包括以下组分：C 0.34％，Cr 5.25％，Mn 0.41％，V 0.96％，余量为Fe，粒度为135～325目；所述合金化层用粉末材料包括以下组分：C 0.33％，Si 0.98％，Cr5.10％，Mo 1.45％，余量为Fe，粒度为135～325目；通过激光扫描将打底熔覆层用粉末材料熔覆到预处理球磨铸铁轧辊的辊面上，以形成打底熔覆层，激光熔覆扫描时的参数为：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3950W，扫描速度为580mm/min，搭接率为30％，得到的打底熔覆层的单边厚度为1.1mm；对打底熔覆层进行车削加工，单边车削厚度为0.3mm，恢复轧辊尺寸；接下来通过激光扫描合金化层用粉末材料，激光合金化扫描时的参数为：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3900W，扫描速度为1150mm/min，搭接率为10％，在打底熔覆层表面形成合金化层；对合金化层进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对检验合格的铸铁轧辊进行打磨抛光处理，得到符合使用要求的强化球磨铸铁轧辊。
所得强化球磨铸铁轧辊的球磨铸铁轧辊的硬度为HRC45，打底熔覆层的硬度为HRC49，合金化层的硬度为HRC59。
测试本实施例所得12架强化球磨铸铁轧辊的过钢量5890吨，原始未强化球磨铸铁轧辊过钢量为2500吨。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种球磨铸铁轧辊的强化方法，其特征在于，包括以下步骤：
将球磨铸铁轧辊进行预处理，得到预处理球磨铸铁轧辊；
在所述预处理球磨铸铁轧辊表面依次激光熔覆打底熔覆层和激光合金化合金化层；
以质量百分比计，所述打底熔覆层用材料包括以下组分：C 0.31～0.35％，Cr 5.21～5.50％，Mn 0.38～0.42％，V 0.93～1.16％，余量为Fe；所述合金化层用材料包括以下组分：C 0.30～0.35％，Si 0.95～1.05％，Cr 5.05～5.20％，Mo 1.35～1.50％，余量为Fe；
所述激光熔覆的参数包括：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3500～4000W，扫描速度为350～600mm/min；
所述打底熔覆层的单边厚度为0.8～1.3mm；所述合金化层的单边厚度为0.3～0.5mm；所述打底熔覆层用材料和合金化层用材料均为粉末；所述粉末的粒度为135～325目；
所述激光合金化的参数包括：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3800～4000W，扫描速度为1000～1200mm/min。
2.根据权利要求1所述的强化方法，其特征在于，所述打底熔敷层的搭接率为30～50％。
3.根据权利要求1所述的强化方法，其特征在于，所述合金化层的搭接率为0～10％。
4.根据权利要求1所述的强化方法，其特征在于，所述预处理包括：对所述球磨铸铁轧辊进行车削、清洗和脱脂处理。
5.权利要求1～4任一项所述强化方法得到的强化球磨铸铁轧辊，其特征在于，所述强化球磨铸铁轧辊包括球磨铸铁轧辊本体、打底熔覆层和合金化层。
CN201910470111.1A 2019-05-31 2019-05-31 一种球磨铸铁轧辊的强化方法及一种强化球磨铸铁轧辊 Active CN110016664B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910470111.1A CN110016664B (zh) 2019-05-31 2019-05-31 一种球磨铸铁轧辊的强化方法及一种强化球磨铸铁轧辊

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910470111.1A CN110016664B (zh) 2019-05-31 2019-05-31 一种球磨铸铁轧辊的强化方法及一种强化球磨铸铁轧辊

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110016664A CN110016664A (zh) 2019-07-16
CN110016664B true CN110016664B (zh) 2020-07-24

Family

ID=67194557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910470111.1A Active CN110016664B (zh) 2019-05-31 2019-05-31 一种球磨铸铁轧辊的强化方法及一种强化球磨铸铁轧辊

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110016664B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115110076B (zh) * 2022-06-07 2024-02-06 湘潭大学 一种超高速激光熔覆球墨铸铁轴类零件的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2030797A1 (de) * 2007-08-25 2009-03-04 Mondi Business Paper Services AG Optisch thermisch beschreibbare Nanobeschichtung
CN108103499B (zh) * 2017-12-22 2018-11-27 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 一种用于超高速激光熔覆的颗粒增强铁基金属粉末
CN108220956A (zh) * 2018-02-08 2018-06-29 株洲辉锐增材制造技术有限公司 一种轧辊激光熔敷修复装置及修复方法
CN109520925B (zh) * 2018-12-25 2020-03-03 燕山大学 激光熔覆层与基体间结合强度测试方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110016664A (zh) 2019-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109402631B (zh) 高硬度梯度增强冷轧辊及其表面激光熔覆涂层制备方法
RU2499654C2 (ru) Ролик для поддерживания и транспортирования горячего материала, имеющий наплавленный посредством сварки материал, присадочный сварочный материал, а также сварочная проволока для проведения наплавки сваркой
CN109226935B (zh) 芯棒堆焊修复方法及芯棒堆焊层组织结构
CN110042390B (zh) 一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法
CN111020563A (zh) 失效渗碳淬火件直接激光熔覆的再制造方法
CN109468633B (zh) 一种对轧辊进行修复的方法
CN102677049A (zh) 高碳合金轧辊表面的激光修复工艺
CN110052610B (zh) 一种铸铁轧辊的增材制造方法
CN110484910A (zh) 一种轴类及管类件的激光熔覆方法
CN110016664B (zh) 一种球磨铸铁轧辊的强化方法及一种强化球磨铸铁轧辊
CN109706448B (zh) 一种受损轧辊的激光修复方法
CN108342727A (zh) 一种矫直辊的激光强化方法
Vedani et al. Problems in laser repair-welding a surface-treated tool steel
CN110172694B (zh) 一种高速钢轧辊的辊面修复材料以及一种高速钢轧辊的再制造方法
CN111378897B (zh) 一种助卷辊的辊面修复材料及一种助卷辊的激光熔覆再制造方法
CN112853345A (zh) 一种提高钢轨焊缝强度的材料的激光制备方法
CN110172695B (zh) 一种基于激光熔覆的铸铁轧辊再制造方法及一种再制造铸铁轧辊
CN103658929A (zh) 堆焊修复、制作弯曲辊的方法
CN110343986B (zh) 用于在镀锌沉没辊轴端复合衬套的施工方法
CN106567069A (zh) 激光熔覆效果好的热轧辊的激光修复方法
CN110129788B (zh) 一种铸铁轧辊的强化方法
CN106567063A (zh) 修复后表层硬度达58hrc以上的热轧辊激光修复方法
CN106567071A (zh) 轧辊变形量较小的热轧辊的激光修复方法
Garleanu et al. Effect of chemical composition on hard deposits properties in the case of weld refurbishment of heavy crushing hammers
CN106567065A (zh) 修复后表面具有很好的热硬性的热轧辊的激光修复方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231018

Address after: 230000 Room 203, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province

Patentee after: Hefei Jiuzhou Longteng scientific and technological achievement transformation Co.,Ltd.

Address before: 230000 floor 1, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province

Patentee before: Dragon totem Technology (Hefei) Co.,Ltd.

Effective date of registration: 20231018

Address after: 230000 floor 1, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province

Patentee after: Dragon totem Technology (Hefei) Co.,Ltd.

Address before: 066000 No. 438, Hebei Avenue, Qinhuangdao, Hebei

Patentee before: Yanshan University

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240522

Address after: No. 9 Baihai Road, High tech Zone, Jiulongpo District, Chongqing, 400050

Patentee after: CHONGQING JINQIAO MACHINERY MANUFACTURING Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 230000 Room 203, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province

Patentee before: Hefei Jiuzhou Longteng scientific and technological achievement transformation Co.,Ltd.

Country or region before: China