CN111015073A - 冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法，其特征在于：包括：S1：在烘箱中烘烤焊条；S2：对轧辊修复部位一次预热；S3：对所述轧辊修复部位进行堆焊作业；S4：对所述轧辊修复部位进行一次保温缓冷；S5：抛磨所述轧辊修复部位；S6：二次预热所述轧辊修复部位；S7：使用激光熔覆修复所述轧辊修复部位；S8：二次保温缓冷所述轧辊修复部位。本发明的有益效果是：可以实现对于工作辊轴的良好的修复与强化。
Description
技术领域
本发明涉及焊接自动化，特别涉及冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法。
背景技术
Cr12Mo1V1(D2)钢是国际上广泛采用的高碳高铬型，莱氏体冷作模具钢。该钢具有淬透性好，热淬火变形小及耐磨性好等优点。该钢含有比较高的碳含量和含有12％的铬元素，在结晶过程中形成大量的共晶网状碳化物，少量的Mo、V、Go合金元素加入，使材料具有良好的耐磨性，淬透性，热加工性能和高冲击韧性，综合性能优良。所以在钢铁工业作为高端冷轧不锈钢工作辊。Cr12Mo1V钢工作辊经真空冶炼，电渣重熔，中频淬火，辊面硬度在58HRC辊面的标准尺寸是400mm，淬硬层深度单边30mm，有效使用厚度单边25mm，轴承位硬度在62HRC左右，淬硬层深度大约在25mm左右Cr12Mo1V1冷辊工作辊轴承位在使用过程中受到强烈的摩擦力作用下会发生粘辊、裂纹等失效情况，而辊面还保持良好状态，整个冷辊无法使用，造成极大浪费，这种冷辊是德国蒂森克虏伯钢铁公司制造，价格昂贵，供货周期长。整个生产线一年要耗费70根冷辊，一根价格在76万元人民币左右，总消耗多5000多万元。轧辊使用失效情况：Cr12Mo1V1冷辊工作辊轴承位在轧制钢材过程中受到强烈的摩擦力作用下，轻则发生粘辊，重则形成裂纹，裂纹深度轻则3-5mm，重则10-25mm，而辊面的磨损量远没有达到报废程度，如果现在报废整个冷辊，会造成极大浪费。而这种轧辊目前还没有任何一种传统焊接方法能零缺陷修复这种轧辊。主要难点在于轴承位硬度在62HRC左右，焊接应力极高，很容易在焊接过程中把轧辊崩裂而造成报废，另外在传统焊接中高碳高合金焊条在焊接过程中很容易造成合金元素偏析而发生龟裂。
故市场亟需一种可以实现对于Cr12Mo1V1(D2)钢工作辊轴的良好的修复与强化的方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明中披露了冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法，本发明的技术方案是这样实施的：
冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法，其特征在于：包括：S1：在烘箱中烘烤焊条；S2：对轧辊修复部位一次预热；S3：对所述轧辊修复部位进行堆焊作业；S4：对所述轧辊修复部位进行一次保温缓冷；S5：抛磨所述轧辊修复部位；S6：二次预热所述轧辊修复部位；S7：使用激光熔覆修复所述轧辊修复部位；S8：二次保温缓冷所述轧辊修复部位。
优选地，所述焊条为M480焊条。
优选地，所述一次烘烤的温度为350℃；所述一次烘烤的时间为2个小时。
优选地，所述一次预热的温度为400℃。
优选地，所述堆焊作业过程中电流为110安培，直流反接；所述堆焊作业过程中堆焊厚度不低于400℃，层间温度不能低于400℃堆焊尺寸大于3mm；所述堆焊作业过程中每焊接完一层锤击去应力；每一层堆焊厚度不能超过2mm。
优选地，所述抛磨使用外圆磨床；所述抛磨抛磨至269mm。
冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法，其特征在于：省略S1至S4；包括：S5：抛磨所述轧辊修复部位；S6：二次预热所述轧辊修复部位；S6a：使用不锈钢合金粉打底；S7：使用激光熔覆修复所述轧辊修复部位；S8：二次保温缓冷所述轧辊修复部位。
优选地，所述二次预热的温度为200℃。
优选地，所述激光熔覆过程中所使用的激光器的激光功率3000W，光斑尺寸3x5mm，扫描速度8mm/s，送粉速度35g/min，熔覆厚度1.2～1.3mm。
优选地，所述激光熔覆过程中使用的合金粉末为F-17。
实施本发明的技术方案可解决现有技术中缺乏一种可以实现对于Cr12Mo1V1(D2)钢工作辊轴的良好的修复与强化的技术的技术问题；实施本发明的技术方案，可实现一种可以实现对于Cr12Mo1V1(D2)钢工作辊轴的良好的修复与强化的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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种实施例，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为冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法适用于在裂纹超过5mm-30mm的情况实施例的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
在一种具体的实施例中，如图1所示，冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法，其特征在于：包括：S1：在烘箱中烘烤焊条；S2：对轧辊修复部位一次预热；S3：对所述轧辊修复部位进行堆焊作业；S4：对所述轧辊修复部位进行一次保温缓冷；S5：抛磨所述轧辊修复部位；S6：二次预热所述轧辊修复部位；S7：使用激光熔覆修复所述轧辊修复部位；S8：二次保温缓冷所述轧辊修复部位。
在该种具体的实施例中，适用于在裂纹超过5mm-30mm的情况；使用焊条作为熔覆层的材料，焊条在保管、储存期间，往往会因为吸潮而使工艺性能变坏，造成电弧不稳、飞溅增多，并容易产生气孔、裂纹等缺陷，因此焊条使用前必须进行烘干，故在焊接作业之前，先对焊条进行烘烤作业；然后再对轧辊修复部位进行一次预热，从而减小焊接接头的冷却速度，避免产生淬硬组织和减小焊接应力与变形，从而防止产生焊接裂纹；保温缓冷方式降低热应力，防止熔覆后应力过大而崩裂；通过上述步骤，可以实现对于Cr12Mo1V1(D2)钢工作辊轴的良好的修复与强化。
在一种优选的实施例中，如图1所示，所述焊条为M480焊条。
在该种优选的实施例中，M480焊条是一种多用途冷热模具钢维修焊条，它含碳量适中，能显著降低焊接高碳钢过程中焊缝组织的碳含量，防止焊缝组织空冷淬化而引起的应力而开裂。高的铬含量即起到固溶强化目的，又形成大量的MC和M6C和复合、M(BC)等碳化物，提高了耐磨性；高的Mo、V元素细化了晶粒，强化了韧性。形成不低于冷辊本身材料力学性能的堆焊层。
在一种优选的实施例中，如图1所示，所述一次烘烤的温度为350℃；所述一次烘烤的时间为2个小时。
在该种优选的实施例中，M480焊条在烘烤温度为350℃时，能够有效地减少水分对M480焊条的性能影响，一般而言，烘烤的时间在2个小时便可以完全去除相关的影响。
在一种优选的实施例中，如图1所示，所述一次预热的温度为400℃。
在该种优选的实施例中，一次预热的作用在于，减小焊接接头的冷却速度，避免产生淬硬组织和减小焊接应力与变形，从而防止产生焊接裂纹，在该种实施例中，预热温度设为400℃为佳。
在一种优选的实施例中，如图1所示，所述堆焊作业过程中电流为110安培，直流反接；所述堆焊作业过程中堆焊厚度不低于400℃，层间温度不能低于400℃堆焊尺寸大于3mm；所述堆焊作业过程中每焊接完一层锤击去应力；每一层堆焊厚度不能超过2mm。
在该种优选的实施例中，每焊接完一层要锤击去应力，焊接时不能有气孔，夹渣，裂纹等缺陷。每一层堆焊厚度不能超过2mm，防止堆焊层过厚引起合金元素偏析而龟裂。层间温度不能低于400℃堆焊尺寸要大于标准尺寸3mm，给车床预留加工尺寸。
在一种优选的实施例中，如图1所示，所述抛磨使用外圆磨床；所述抛磨抛磨至269mm。
在该种优选的实施例中，使用外圆磨床抛磨至距标准尺寸270mm还有1mm的预留尺寸，剩下1mm的预留尺寸提供给M480焊条进行熔覆作业。
在一种具体的实施例中，冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法，其特征在于：包括：S5：抛磨所述轧辊修复部位；S6：二次预热所述轧辊修复部位；S6a：使用不锈钢合金粉打底；S7：使用激光熔覆修复所述轧辊修复部位；S8：二次保温缓冷所述轧辊修复部位。
在该种具体的实施例中，适用于局部有粘辊和裂纹深度5mm以内的情况，用外圆磨床磨削完疲劳层和裂纹后，预热200℃，用316L不锈钢合金粉打底，直到269mm，距标准尺寸270mm还有1mm的预留尺寸，剩下1mm的预留尺寸，再用合金粉末作表面高硬度耐磨层，同时熔覆过程中层间温度不能低于200℃，熔覆后使用石棉覆盖焊缝保温缓冷，降低热应力，防止熔覆后应力过大而崩裂。
在一种优选的实施例中，如图1所示，所述二次预热的温度为200℃。
在该种优选的实施例中，对于Cr12Mo1V1(D2)钢，预热温度设为200℃为佳。
在一种优选的实施例中，如图1所示，所述激光熔覆过程中所使用的激光器的激光功率3000W，光斑尺寸3x5mm，扫描速度8mm/s，送粉速度35g/min，熔覆厚度1.2～1.3mm。
在一种优选的实施例中，如图1所示，所述激光熔覆过程中使用的合金粉末为F-17。
在该种的优选的实施例中，F-17的高的碳含量和铬含量形成大量的MC和M6C和复合、M(BC)等碳化物，提高了耐磨性，高的Ni含量强化了韧性和抗氧化性。激光熔覆本身的工艺特性又起到了细晶强化的能力，晶粒度比传统冶金低了一个数量级。总之，起到了激光熔覆固溶强化和细晶强化双重目的。
需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法，其特征在于：包括：
S1：在烘箱中烘烤焊条；
S2：对轧辊修复部位一次预热；
S3：对所述轧辊修复部位进行堆焊作业；
S4：对所述轧辊修复部位进行一次保温缓冷；
S5：抛磨所述轧辊修复部位；
S6：二次预热所述轧辊修复部位；
S7：使用激光熔覆修复所述轧辊修复部位；
S8：二次保温缓冷所述轧辊修复部位。
2.根据权利要求1所述的冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法，其特征在于：所述焊条为M480焊条。
3.根据权利要求2所述的冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法，其特征在于：所述一次烘烤的温度为350℃；所述一次烘烤的时间为2个小时。
4.根据权利要求3所述的冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法，其特征在于：所述一次预热的温度为400℃。
5.根据权利要求4所述的冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法，其特征在于：所述堆焊作业过程中电流为110安培，直流反接；所述堆焊作业过程中堆焊厚度不低于400℃，层间温度不能低于400℃堆焊尺寸大于3mm；所述堆焊作业过程中每焊接完一层锤击去应力；每一层堆焊厚度不能超过2mm。
6.根据权利要求5所述的冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法，其特征在于：所述抛磨使用外圆磨床；所述抛磨抛磨至269mm。
7.根据权利要求1所述的冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法，其特征在于：省略S1至S4；包括：
S5：抛磨所述轧辊修复部位；
S6：二次预热所述轧辊修复部位；
S6a：使用不锈钢合金粉打底；
S7：使用激光熔覆修复所述轧辊修复部位；
S8：二次保温缓冷所述轧辊修复部位。
8.根据权利要求1或者权利要求7所述的冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法，其特征在于：所述二次预热的温度为200℃。
9.根据权利要求1或者权利要求7所述的冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法，其特征在于：所述激光熔覆过程中所使用的激光器的激光功率3000W，光斑尺寸3x5mm，扫描速度8mm/s，送粉速度35g/min，熔覆厚度1.2～1.3mm。
10.根据权利要求7所述的冷作模具钢Cr12Mo1V1工作辊修复再制造方法，其特征在于：所述激光熔覆过程中使用的合金粉末为F-17。
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|---|---|---|---|---|
| CN113478170A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-10-08 | 重庆大学 | 一种用于冶金辊道表面再制造的焊锻复合工艺及装置 |
| CN114589380A (zh) * | 2020-12-07 | 2022-06-07 | 上海赛科利汽车模具技术应用有限公司 | 汽车模具堆焊方法 |
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