CN110172695B - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

本发明提供了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，涉及金属表面处理技术领域。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，再结合过渡熔覆层用材料和耐高温磨损熔覆层用材料，在铸铁轧辊的辊面制备了不开裂的过渡熔覆层，并在过渡熔覆层表面熔覆耐高温磨损熔覆层，实现了已到极限尺寸铸铁轧辊的再制造。克服了常规的表面再制造技术如堆焊、等离子弧熔覆、喷焊等极易导致铸铁轧辊表面开裂的缺点。同时，过渡熔覆层用材料和耐高温磨损熔覆层材料的合理设计，使铸铁轧辊、过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层的硬度呈现梯度升高，极大提高了再制造铸铁轧辊的使用寿命。

Description

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
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。
背景技术
近年来，随着我国大规模基础建设和现代化工业发展的需求增加，极大促进了钢材特别是优质钢材使用量的增加。轧辊作为轧机的关键部件，在提高钢材产品品质等方面具有举足轻重的作用。
在正常的轧制过程中，轧辊会因很多原因而磨损和疲劳，特别是大量使用的铸铁轧辊，需要车削或者磨削后才能再次使用，而对于达到尺寸极限的铸铁轧辊，通过辊隙调整已经无法满足使用要求，就只能报废，造成了大量超差铸铁轧辊的报废，不但增加了企业成本，同时也造成大量金属材料的浪费。
对于这些超差的铸铁轧辊，采用堆焊、等离子熔覆等技术，由于它们的焊接过程热输入大，往往造成铸铁轧辊表面开裂，导致轧辊报废，无法完成轧辊的再制造；而采用激光合金化技术，对于这些超差的铸铁轧辊，也无法实现辊面较大尺寸的增材再制造。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供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，本发明的再制造方法中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，避免了过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层的开裂，实现了已到极限尺寸铸铁轧辊的再制造。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种基于激光熔覆的铸铁轧辊再制造方法，包括以下步骤：
对铸铁轧辊进行预处理，得到预处理铸铁轧辊；
在所述预处理铸铁轧辊的辊面依次激光熔覆过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层，得到再制造铸铁轧辊的前驱体；
对所述再制造铸铁轧辊的前驱体进行磨削处理，得到再制造铸铁轧辊；
以质量百分比计，所述过渡熔覆层用材料包括以下组分：C 0.31％，Si0.88％，Cr5.21％，Mo 1.5％，Mn 0.38％，V 0.93％，余量为Fe；所述耐高温磨损熔覆层用材料包括以下组分：C 0.35％，Si 1％，Cr 5％，Mo 1.5％，余量为Fe。
优选地，所述预处理包括以下步骤：对所述铸铁轧辊的辊面进行车削；然后使用无水乙醇清洗车削后铸铁轧辊的表面；对清洗后铸铁轧辊的表面进行脱脂处理。
优选地，所述车削的单边厚度为0.5～1.0mm。
优选地，所述过渡熔覆层的单边厚度为1.5～2mm。
优选地，所述耐高温磨损熔覆层的单边厚度为1.5～2mm。
优选地，制备所述过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层的激光熔覆参数包括：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为2500～3500W，扫描速度为200～600mm/min。
优选地，所述激光熔覆过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层的搭接率独立地为30～50％。
优选地，所述过渡熔覆层用材料和所述耐高温磨损熔覆层用材料为粉末；所述粉末的粒度为135～325目。
优选的，所述磨削处理的磨削量为0.5mm。
本发明还提供了上述技术方案所述的铸铁轧辊再制造方法得到的再制造铸铁轧辊，所述铸铁轧辊包括铸铁轧辊本体和依次熔覆在所述铸铁轧辊本体表面的过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层；所述铸铁轧辊本体的硬度＜过渡熔覆层的硬度＜耐高温磨损熔覆层的硬度。
本发明提供了一种基于激光熔覆的铸铁轧辊再制造方法，包括以下步骤：对铸铁轧辊进行预处理，得到预处理铸铁轧辊；采用激光熔覆，在所述预处理铸铁轧辊的辊面依次激光熔覆过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层，得到再制造铸铁轧辊的前驱体；对所述再制造铸铁轧辊的前驱体进行磨削处理，得到再制造铸铁轧辊；以质量百分比计，所述过渡熔覆层用材料包括以下组分：C0.31％，Si 0.88％，Cr 5.21％，Mo 1.5％，Mn 0.38％，V 0.93％，余量为Fe；所述耐高温磨损熔覆层用材料包括以下组分：C 0.35％，Si 1％，Cr 5％，Mo1.5％，余量为Fe。
本发明再制造方法中采用激光熔覆，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，再结合过渡熔覆层用材料和耐高温磨损熔覆层用材料，在铸铁轧辊的辊面制备了不开裂的过渡熔覆层，并在过渡熔覆层表面熔覆耐高温磨损熔覆层，实现了已到极限尺寸铸铁轧辊的再制造，克服了常规的表面再制造技术如堆焊、等离子弧熔覆、喷焊等极易导致铸铁轧辊表面开裂的缺点。同时，过渡熔覆层用材料和耐高温磨损熔覆层材料组分的合理涉及，使铸铁轧辊、过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层的硬度呈现梯度升高，极大提高了再制造铸铁轧辊的使用寿命。此外，采用该方法实现了铸铁轧辊的循环利用，极大降低了吨钢轧辊消耗。实施例的数据表明：采用本发明的再制造方法获得再制造铸铁轧辊的铸铁轧辊表面的硬度为HRC38-45，过渡熔覆层的硬度为HRC50-52，耐高温磨损熔覆层的硬度达到了HRC55-58，实现了硬度梯度变化，提高了再制造铸铁轧辊的使用寿命。
具体实施方式
本发明提供了一种基于激光熔覆的铸铁轧辊再制造方法，包括以下步骤：
对铸铁轧辊进行预处理，得到预处理铸铁轧辊；
采用激光熔覆，在所述预处理铸铁轧辊的辊面依次激光熔覆过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层，得到再制造铸铁轧辊的前驱体；
对所述再制造铸铁轧辊的前驱体进行磨削处理，得到再制造铸铁轧辊；
以质量百分比计，所述过渡熔覆层用材料包括以下组分：C 0.31％，Si0.88％，Cr5.21％，Mo 1.5％，Mn 0.38％，V 0.93％，余量为Fe；所述耐高温磨损熔覆层用材料包括以下组分：C 0.35％，Si 1％，Cr 5％，Mo 1.5％，余量为Fe。
本发明对铸铁轧辊进行预处理，得到预处理铸铁轧辊。
本发明对所述铸铁轧辊的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的铸铁轧辊即可；本发明的再制造方法尤其适合达到极限的铸铁轧辊。在本发明中，两个轧辊间的间隙(辊隙)是可以通过轧机来调整的，随着轧辊不断磨损、不断车削、接下来使用时，两个轧辊之间间隙由于轧辊直径的不断减小越变越大，就需要不断调整轧机来保证辊隙，但当轧辊直径过小，辊隙相应增大，超出了轧机调整范围，即为达到极限，这样得到的铸铁轧辊即为达到极限的铸铁轧辊；一般单只轧辊最大可车削量为单边10～20mm。
在本发明中，所述预处理优选包括以下步骤：对铸铁轧辊的辊面进行车削；然后使用无水乙醇清洗车削后铸铁轧辊的表面；对清洗后铸铁轧辊的表面进行脱脂处理。
在本发明中，所述车削的单边厚度优选为0.5～1.0mm；所述车削用设备优选为数控车床。在本发明中，所述车削的目的是为了去除铸铁轧辊辊面的磨损疲劳层。本发明对无水乙醇清洗车削后铸铁轧辊表面的时间和次数不做具体限定，能够将车削后铸铁轧辊表面的油污去除干净即可。
在本发明中，使用无水乙醇清洗车削后铸铁轧辊的表面后，优选还包括对铸铁轧辊进行无损检测；进行无损检测的方式优选为磁粉探伤和超声波探伤；本发明进行无损检测的目的为检测清洗后的铸铁轧辊是否存在裂纹等缺陷，确保铸铁轧辊无表面和内部缺陷。
在本发明中，所述脱脂处理用试剂优选包括有机溶剂或者无机脱脂剂；所述有机溶剂优选包括油脂、蜡、树脂或橡胶，所述无机脱脂剂优选包括液态二氧化碳、液氨、液态二氧化硫、氯化亚砜或硫酰氯。
得到预处理铸铁轧辊后，本发明采用激光熔覆，在所述预处理铸铁轧辊的辊面依次激光熔覆过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层，得到再制造铸铁轧辊的前驱体。
在本发明中，所述过渡熔覆层的单边厚度优选为1.5～2mm；所述耐高温磨损熔覆层的单边厚度优选为1.5～2mm；本发明将耐高温磨损熔敷层的单边厚度调节为1.5～2mm，能够提高再制造铸铁轧辊的使用寿命。
在本发明中，以质量百分比计，所述过渡熔覆层用材料包括以下组分：C0.31％，Si0.88％，Cr 5.21％，Mo 1.5％，Mn 0.38％，V 0.93％，余量为Fe；所述耐高温磨损熔覆层用材料包括以下组分：C 0.35％，Si 1％，Cr 5％，Mo 1.5％，余量为Fe。
在本发明中，所述过渡熔覆层用材料的选择充分考虑了其与铸铁轧辊基体在激光扫描下的润湿性、结合性等，并保证在铸铁轧辊辊面合金层磨损掉后，过渡熔覆层还有较好的耐磨性，过渡熔覆层起到了三个作用：增加过渡熔覆层与铸铁轧辊基体的结合性能、润湿性等；实现了硬度梯度变化，防止由于过渡熔覆层直接过硬，在激光熔覆过程中与铸铁轧辊基体变形不协调导致开裂的倾向；并保证在铸铁轧辊辊面合金层磨损掉后，过渡熔覆层依然还有较好的耐磨性，实现了铸钢修复后高寿命的要求。耐高温磨损熔覆层用材料实现了硬度梯度变化，获得了在过渡熔覆层上更高硬度的耐高温磨损熔覆层，更加适合于修复后铸铁轧辊高耐磨需要；同时，由于耐高温磨损熔覆层用材料成分设计的特点，其与过渡熔覆层有更好的结合性，两者性能更加接近。
在本发明中，所述过渡熔覆层用材料和所述耐高温磨损熔覆层用材料优选为粉末；所述粉末的粒度优选为135～325目。本发明所述粒度范围的粉末适合同轴送粉，同时具有最佳的流动性能，能在激光扫描下降低表面缺陷的出现几率。
在本发明中，制备所述过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层的激光熔覆参数优选包括：激光器的光斑优选为2×14mm的矩形光斑，扫描功率优选为2500～3500W，进一步优选为3000～3450W，更优选为3200～3300W；扫描速度优选为200～600mm/min，进一步优选为300～500mm/min，更优选为350～400mm/min。本发明设计的制备所述过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层的激光熔覆参数既实现了熔覆层用材料与铸铁轧辊间的冶金结合，同时具有更高的效率。
在本发明中，所述过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层的搭接率独立地优选为30～50％，进一步优选为35～40％。在本发明中，由于激光熔覆是单道扫描，为保证熔覆表面的平整度，通过限定搭接率，获得了最好、最平整的熔覆表面。
在本发明中，所述激光熔覆用设备优选为大功率半导体激光加工数控机床；采用所述大功率半导体激光加工数控机床进行激光熔覆的具体步骤优选为：将预处理铸铁轧辊固定在大功率半导体激光加工数控机床上，利用卡盘带动预处理铸铁轧辊旋转，首先通过激光扫描重力送粉输送的过渡熔覆层用材料，在铸铁轧辊表面制备过渡熔覆层；接下来，再通过激光扫描重力送粉输送的耐高温磨损熔覆层用材料，在过渡熔覆层表面熔覆得到耐高温磨损熔覆层。
完成激光熔覆耐高温磨损熔覆层后，本发明优选还包括对熔覆有耐高温磨损熔覆层的铸铁轧辊进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对于检验合格的铸铁轧辊，作为再制造铸铁轧辊前驱体，进行下一步操作。
得到再制造铸铁轧辊前驱体后，本发明对所述再制造铸铁轧辊前驱体进行磨削处理，得到再制造铸铁轧辊。
在本发明中，所述磨削处理的磨削量优选为0.5mm。
本发明还提供了上述技术方案所述的铸铁轧辊再制造方法得到的再制造铸铁轧辊。在本发明中，所述铸铁轧辊包括铸铁轧辊本体和依次熔覆在所述铸铁轧辊本体表面的过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层；所述铸铁轧辊本体的硬度＜过渡熔覆层的硬度＜耐高温磨损熔覆层的硬度。
在本发明中，由于再制造铸铁轧辊的铸铁轧辊本体、过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层的硬度层梯度增加，提高了再制造铸铁轧辊的使用寿命。
下面结合实施例对本发明提供的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)通过数控车床切削达到尺寸极限的铸铁轧辊表面，单边车削厚度为0.5mm，去除表面的疲劳磨损层；然后，使用无水乙醇清洗车削后的铸铁轧辊表面，去除油污等杂质；接下来，对车削后的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，确保铸铁轧辊无表面和内部缺陷；对车削后的铸铁轧辊表面进行脱脂处理，得到预处理铸铁轧辊；
(2)分别配制过渡熔覆层用材料和耐高温磨损熔覆层用材料，以重量百分比计，所述过渡熔覆层用粉末材料包括以下组分：C 0.31％，Si 0.88％，Cr5.21％，Mo 1.5％，Mn0.38％，V 0.93％，余量为Fe，粉末目数为135～325目；所述耐高温磨损熔覆层用材料粉末包括以下组分：C 0.35％，Si 1％，Cr 5％，Mo 1.5％，Mn 0.3％，余量为Fe，粉末目数为135～325目；接下来，将预处理铸铁轧辊固定在大功率半导体激光加工数控机床上，利用卡盘带动铸铁轧辊旋转，首先通过激光扫描重力送粉输送的过渡熔覆层用材料粉末，在预处理铸铁轧辊表面得到过渡熔覆层，过渡熔覆层单边厚度1.5mm，激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为2500W，扫描速度200mm/min，搭接率30％；接下来，再通过激光扫描重力送粉输送的耐高温磨损熔覆层用材料粉末，在过渡熔覆层表面熔覆得到耐高温磨损熔覆层，耐高温磨损熔覆层单边厚度1.5mm，扫描功率为2500W，扫描速度200mm/min，搭接率30％；对熔覆耐高温磨损熔覆层后的铸铁轧辊进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；获取检测合格的为再制造铸铁轧辊前驱体；
(3)对所述再制造主题轧辊前驱体进行磨削处理，磨削量为0.5mm，得到符合使用要求的再制造铸铁轧辊。
本实施例所得再制造铸铁轧辊的铸铁轧辊本体的硬度为HRC39；过渡熔覆层的硬度为HRC51；耐高温磨损熔覆层的硬度为HRC57。
实施例2
(1)通过数控车床切削达到尺寸极限的铸铁轧辊表面，单边车削厚度为1.0mm，去除表面的疲劳磨损层；然后，使用无水乙醇清洗车削后的铸铁轧辊表面，去除油污等杂质；接下来，对车削后的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，确保铸铁轧辊无表面和内部缺陷；对车削后的铸铁轧辊表面进行脱脂处理，得到预处理铸铁轧辊；
(2)分别配制过渡熔覆层用材料和耐高温磨损熔覆层用材料，以重量百分比计，所述过渡熔覆层用材料粉末包括以下组分：C 0.31％，Si 0.88％，Cr5.21％，Mo 1.5％，Mn0.38％，V 0.93％，余量为Fe，粉末目数为135～325目；所述耐高温磨损熔覆层用材料粉末包括以下组分：C 0.35％，Si 1％，Cr 5％，Mo 1.5％，Mn 0.3％，余量为Fe，粉末目数为135～325目；接下来，将预处理铸铁轧辊固定在大功率半导体激光加工数控机床上，利用卡盘带动铸铁轧辊旋转，首先通过激光扫描重力送粉输送的过渡熔覆层材料粉末，在铸铁轧辊表面得到过渡熔覆层，过渡熔覆层单边厚度2mm，激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3500W，扫描速度600mm/min，搭接率30％；接下来，再通过激光扫描重力送粉输送的耐高温磨损熔覆层用材料粉末，在过渡熔覆层表面熔覆得到耐高温磨损熔覆层，耐高温磨损熔覆层单边厚度2mm，扫描功率为3500W，扫描速度600mm/min，搭接率50％；对熔覆耐高温磨损熔覆层后的铸铁轧辊进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷，获取检测合格的为再制造铸铁轧辊前驱体；
(3)对所述再制造主题轧辊前驱体进行磨削处理，磨削量为0.5mm，得到符合使用要求的再制造铸铁轧辊。
本实施例所得再制造铸铁轧辊的铸铁轧辊本体的硬度为HRC39；过渡熔覆层的硬度为HRC52；耐高温磨损熔覆层的硬度为HRC56。
实施例3
(1)通过数控车床切削达到尺寸极限的铸铁轧辊表面，单边车削厚度为0.5mm，去除表面的疲劳磨损层；然后，使用无水乙醇清洗车削后的铸铁轧辊表面，去除油污等杂质；接下来，对车削后的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，确保铸铁轧辊无表面和内部缺陷；对车削后的铸铁轧辊表面进行脱脂处理，得到预处理铸铁轧辊；
(2)分别配制过渡熔覆层用材料和耐高温磨损熔覆层用材料，以重量百分比计，所述过渡熔覆层用材料粉末包括以下组分：C 0.31％，Si 0.88％，Cr5.21％，Mo 1.5％，Mn0.38％，V 0.93％，余量为Fe，粉末目数为135～325目；所述耐高温磨损熔覆层用材料粉末包括以下组分：C 0.35％，Si 1％，Cr 5％，Mo 1.5％，Mn 0.3％，余量为Fe，粉末目数为135～325目；接下来，将预处理铸铁轧辊固定在大功率半导体激光加工数控机床上，利用卡盘带动铸铁轧辊旋转，首先通过激光扫描重力送粉输送的过渡熔覆层材料粉末，在铸铁轧辊表面得到过渡熔覆层，过渡熔覆层单边厚度1.5mm，激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3000W，扫描速度350mm/min，搭接率30％；接下来，再通过激光扫描重力送粉输送的耐高温磨损熔覆层用材料粉末，在过渡熔覆层表面熔覆得到耐高温磨损熔覆层，耐高温磨损熔覆层单边厚度1.5mm，扫描功率为3000W，扫描速度350mm/min，搭接率30％；对熔覆耐高温磨损熔覆层后的铸铁轧辊进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷，获取检测合格的为再制造铸铁轧辊前驱体；
(3)对所述再制造主题轧辊前驱体进行磨削处理，磨削量为0.5mm，得到符合使用要求的再制造铸铁轧辊。
本实施例所得再制造铸铁轧辊的铸铁轧辊本体的硬度为HRC42；过渡熔覆层的硬度为HRC51；耐高温磨损熔覆层的硬度为HRC58。
实施例4
(1)通过数控车床切削达到尺寸极限的铸铁轧辊表面，单边车削厚度为0.5mm，去除表面的疲劳磨损层；然后，使用无水乙醇清洗车削后的铸铁轧辊表面，去除油污等杂质；接下来，对车削后的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，确保铸铁轧辊无表面和内部缺陷；对车削后的铸铁轧辊表面进行脱脂处理，得到预处理铸铁轧辊；
(2)分别配制过渡熔覆层用材料和耐高温磨损熔覆层用材料，以重量百分比计，所述过渡熔覆层用材料粉末包括以下组分：C 0.31％，Si 0.88％，Cr5.21％，Mo 1.5％，Mn0.38％，V 0.93％，余量为Fe，粉末目数为135～325目；所述耐高温磨损熔覆层用材料粉末包括以下组分：C 0.35％，Si 1％，Cr 5％，Mo 1.5％，Mn 0.3％，余量为Fe，粉末目数为135～325目；接下来，将预处理铸铁轧辊固定在大功率半导体激光加工数控机床上，利用卡盘带动铸铁轧辊旋转，首先通过激光扫描重力送粉输送的过渡熔覆层材料粉末，在铸铁轧辊表面得到过渡熔覆层，过渡熔覆层单边厚度2.0mm，激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3200W，扫描速度400mm/min，搭接率30％；接下来，再通过激光扫描重力送粉输送的耐高温磨损熔覆层用材料粉末，在过渡熔覆层表面熔覆得到耐高温磨损熔覆层，耐高温磨损熔覆层单边厚度2.0mm，扫描功率为3200W，扫描速度400mm/min，搭接率30％；对熔覆耐高温磨损熔覆层后的铸铁轧辊进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷，获取检测合格的为再制造铸铁轧辊前驱体；
(3)对所述再制造主题轧辊前驱体进行磨削处理，磨削量为0.5mm，得到符合使用要求的再制造铸铁轧辊。
本实施例所得再制造铸铁轧辊的铸铁轧辊本体的硬度为HRC41；过渡熔覆层的硬度为HRC51；耐高温磨损熔覆层的硬度为HRC58。
实施例5
(1)通过数控车床切削达到尺寸极限的铸铁轧辊表面，单边车削厚度为0.5mm，去除表面的疲劳磨损层；然后，使用无水乙醇清洗车削后的铸铁轧辊表面，去除油污等杂质；接下来，对车削后的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，确保铸铁轧辊无表面和内部缺陷；对车削后的铸铁轧辊表面进行脱脂处理，得到预处理铸铁轧辊；
(2)分别配制过渡熔覆层用材料和耐高温磨损熔覆层用材料，以重量百分比计，所述过渡熔覆层用材料粉末包括以下组分：C 0.31％，Si 0.88％，Cr5.21％，Mo 1.5％，Mn0.38％，V 0.93％，余量为Fe，粉末目数为135～325目；所述耐高温磨损熔覆层用材料粉末包括以下组分：C 0.35％，Si 1％，Cr 5％，Mo 1.5％，Mn 0.3％，余量为Fe，粉末目数为135～325目；接下来，将预处理铸铁轧辊固定在大功率半导体激光加工数控机床上，利用卡盘带动铸铁轧辊旋转，首先通过激光扫描重力送粉输送的过渡熔覆层材料粉末，在铸铁轧辊表面得到过渡熔覆层，过渡熔覆层单边厚度2.0mm，激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3200W，扫描速度400mm/min，搭接率35％；接下来，再通过激光扫描重力送粉输送的耐高温磨损熔覆层用材料粉末，在过渡熔覆层表面熔覆得到耐高温磨损熔覆层，耐高温磨损熔覆层单边厚度2.0mm，扫描功率为3200W，扫描速度400mm/min，搭接率35％；对熔覆耐高温磨损熔覆层后的铸铁轧辊进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷，获取检测合格的为再制造铸铁轧辊前驱体；
(3)对所述再制造主题轧辊前驱体进行磨削处理，磨削量为0.5mm，得到符合使用要求的再制造铸铁轧辊。
本实施例所得再制造铸铁轧辊的铸铁轧辊本体的硬度为HRC40；过渡熔覆层的硬度为HRC50；耐高温磨损熔覆层的硬度为HRC56。
实施例6
(1)通过数控车床切削达到尺寸极限的铸铁轧辊表面，单边车削厚度为0.5mm，去除表面的疲劳磨损层；然后，使用无水乙醇清洗车削后的铸铁轧辊表面，去除油污等杂质；接下来，对车削后的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，确保铸铁轧辊无表面和内部缺陷；对车削后的铸铁轧辊表面进行脱脂处理，得到预处理铸铁轧辊；
(2)分别配制过渡熔覆层用材料和耐高温磨损熔覆层用材料，以重量百分比计，所述过渡熔覆层用材料粉末包括以下组分：C 0.31％，Si 0.88％，Cr5.21％，Mo 1.5％，Mn0.38％，V 0.93％，余量为Fe，粉末目数为135～325目；所述耐高温磨损熔覆层用材料粉末包括以下组分：C 0.35％，Si 1％，Cr 5％，Mo 1.5％，Mn 0.3％，余量为Fe，粉末目数为135～325目；接下来，将预处理铸铁轧辊固定在大功率半导体激光加工数控机床上，利用卡盘带动铸铁轧辊旋转，首先通过激光扫描重力送粉输送的过渡熔覆层材料粉末，在铸铁轧辊表面得到过渡熔覆层，过渡熔覆层单边厚度2.0mm，激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3300W，扫描速度500mm/min，搭接率30％；接下来，再通过激光扫描重力送粉输送的耐高温磨损熔覆层用材料粉末，在过渡熔覆层表面熔覆得到耐高温磨损熔覆层，耐高温磨损熔覆层单边厚度2.0mm，扫描功率为3300W，扫描速度500mm/min，搭接率30％；对熔覆耐高温磨损熔覆层后的铸铁轧辊进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷，获取检测合格的为再制造铸铁轧辊前驱体；
(3)对所述再制造主题轧辊前驱体进行磨削处理，磨削量为0.5mm，得到符合使用要求的再制造铸铁轧辊。
本实施例所得再制造铸铁轧辊的铸铁轧辊本体的硬度为HRC45；过渡熔覆层的硬度为HRC50；耐高温磨损熔覆层的硬度为HRC58。
实施例7
(1)通过数控车床切削达到尺寸极限的铸铁轧辊表面，单边车削厚度为0.5mm，去除表面的疲劳磨损层；然后，使用无水乙醇清洗车削后的铸铁轧辊表面，去除油污等杂质；接下来，对车削后的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，确保铸铁轧辊无表面和内部缺陷；对车削后的铸铁轧辊表面进行脱脂处理，得到预处理铸铁轧辊；
(2)分别配制过渡熔覆层用材料和耐高温磨损熔覆层用材料，以重量百分比计，所述过渡熔覆层用材料粉末包括以下组分：C 0.31％，Si 0.88％，Cr5.21％，Mo 1.5％，Mn0.38％，V 0.93％，余量为Fe，粉末目数为135～325目；所述耐高温磨损熔覆层用材料粉末包括以下组分：C 0.35％，Si 1％，Cr 5％，Mo 1.5％，Mn 0.3％，余量为Fe，粉末目数为135～325目；接下来，将预处理铸铁轧辊固定在大功率半导体激光加工数控机床上，利用卡盘带动铸铁轧辊旋转，首先通过激光扫描重力送粉输送的过渡熔覆层材料粉末，在铸铁轧辊表面得到过渡熔覆层，过渡熔覆层单边厚度2.0mm，激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3500W，扫描速度600mm/min，搭接率40％；接下来，再通过激光扫描重力送粉输送的耐高温磨损熔覆层用材料粉末，在过渡熔覆层表面熔覆得到耐高温磨损熔覆层，耐高温磨损熔覆层单边厚度2.0mm，扫描功率为3500W，扫描速度600mm/min，搭接率40％；对熔覆耐高温磨损熔覆层后的铸铁轧辊进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷，获取检测合格的为再制造铸铁轧辊前驱体；
(3)对所述再制造主题轧辊前驱体进行磨削处理，磨削量为0.5mm，得到符合使用要求的再制造铸铁轧辊。
本实施例所得再制造铸铁轧辊的铸铁轧辊本体的硬度为HRC44；过渡熔覆层的硬度为HRC52；耐高温磨损熔覆层的硬度为HRC55。
实施例8
(1)通过数控车床切削达到尺寸极限的铸铁轧辊表面，单边车削厚度为0.5mm，去除表面的疲劳磨损层；然后，使用无水乙醇清洗车削后的铸铁轧辊表面，去除油污等杂质；接下来，对车削后的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，确保铸铁轧辊无表面和内部缺陷；对车削后的铸铁轧辊表面进行脱脂处理，得到预处理铸铁轧辊；
(2)分别配制过渡熔覆层用材料和耐高温磨损熔覆层用材料，以重量百分比计，所述过渡熔覆层用材料粉末包括以下组分：C 0.31％，Si 0.88％，Cr5.21％，Mo 1.5％，Mn0.38％，V 0.93％，余量为Fe，粉末目数为135～325目；所述耐高温磨损熔覆层用材料粉末包括以下组分：C 0.35％，Si 1％，Cr 5％，Mo 1.5％，Mn 0.3％，余量为Fe，粉末目数为135～325目；接下来，将预处理铸铁轧辊固定在大功率半导体激光加工数控机床上，利用卡盘带动铸铁轧辊旋转，首先通过激光扫描重力送粉输送的过渡熔覆层材料粉末，在铸铁轧辊表面得到过渡熔覆层，过渡熔覆层单边厚度2.0mm，激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3450W，扫描速度600mm/min，搭接率50％；接下来，再通过激光扫描重力送粉输送的耐高温磨损熔覆层用材料粉末，在过渡熔覆层表面熔覆得到耐高温磨损熔覆层，耐高温磨损熔覆层单边厚度2.0mm，扫描功率为3450W，扫描速度600mm/min，搭接率50％；对熔覆耐高温磨损熔覆层后的铸铁轧辊进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷，获取检测合格的为再制造铸铁轧辊前驱体；
(3)对所述再制造主题轧辊前驱体进行磨削处理，磨削量为0.5mm，得到符合使用要求的再制造铸铁轧辊。
本实施例所得再制造铸铁轧辊的铸铁轧辊本体的硬度为HRC38；过渡熔覆层的硬度为HRC52；耐高温磨损熔覆层的硬度为HRC57。
在相同的使用条件下，未经强化处理的铸铁轧辊能够使用7天，而本实施例所得的再制造铸铁轧辊能够使用15天，由此可以看出：采用本发明的强化方法处理的铸铁轧辊使用寿命提高了一倍以上。
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 (6)

1.一种基于激光熔覆的铸铁轧辊再制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
对铸铁轧辊进行预处理，得到预处理铸铁轧辊；
在所述预处理铸铁轧辊的辊面依次激光熔覆过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层，得到再制造铸铁轧辊的前驱体；
对所述再制造铸铁轧辊的前驱体进行磨削处理，得到再制造铸铁轧辊；
以质量百分比计，所述过渡熔覆层用材料包括以下组分：C 0.31％，Si 0.88％，Cr5.21％，Mo 1.5％，Mn 0.38％，V 0.93％，余量为Fe；所述耐高温磨损熔覆层用材料包括以下组分：C 0.35％，Si 1％，Cr 5％，Mo 1.5％，余量为Fe；
所述过渡熔覆层的单边厚度为1.5～2mm；
所述耐高温磨损熔覆层的单边厚度为1.5～2mm；
制备所述过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层的激光熔覆参数包括：激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，扫描功率为3000～3450W，扫描速度为200～600mm/min；
所述激光熔覆过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层的搭接率独立地为30～50％。
2.根据权利要求1所述的铸铁轧辊再制造方法，其特征在于，所述预处理包括以下步骤：对所述铸铁轧辊的辊面进行车削；然后使用无水乙醇清洗车削后铸铁轧辊的表面；对清洗后铸铁轧辊的表面进行脱脂处理。
3.根据权利要求2所述的铸铁轧辊再制造方法，其特征在于，所述车削的单边厚度为0.5～1.0mm。
4.根据权利要求1所述的铸铁轧辊再制造方法，其特征在于，所述过渡熔覆层用材料和所述耐高温磨损熔覆层用材料为粉末；所述粉末的粒度为135～325目。
5.根据权利要求1所述的铸铁轧辊再制造方法，其特征在于，所述磨削处理的磨削量为0.5mm。
6.权利要求1～5任一项所述的铸铁轧辊再制造方法得到的再制造铸铁轧辊，其特征在于，所述铸铁轧辊包括铸铁轧辊本体和依次熔覆在所述铸铁轧辊本体表面的过渡熔覆层和耐高温磨损熔覆层；所述铸铁轧辊本体的硬度＜过渡熔覆层的硬度＜耐高温磨损熔覆层的硬度。
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