CN111471993B - 一种烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料及再制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆再制造方法，属于金属表面处理技术领域。本发明提供的破碎机四辊的激光熔覆修复材料以质量百分数计，其包括以下组分：C：0.35％～0.45％，Cr：25％～27％，Ni：4.5％～5.6％，Si：1.3％～1.5％，Mo：2.3％～2.7％，SiC：1.5％～2.5％，余量为Fe。本发明提供的破碎机四辊激光熔覆修复材料成分含量合理，有利于在破碎机四辊激光熔覆再制造过程中，得到高质量的激光熔覆层，使再制造后得到的破碎机四辊具有较高的硬度和耐磨性性能，极大提高了再制造后破碎机四辊的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料及再制造方法。
背景技术
四辊破碎机在钢铁企业烧结生产中应用广泛，它主要用于破碎焦炭。在实际生产中，由于焦炭硬度较高，用于破碎的四辊使用寿命较短，磨损快，一般3～4个月连续使用后就需要停机拆卸，进行堆焊修复，不但影响了生产的连续进行，而且拆卸工作量大，如何提高破碎机四辊的使用寿命，减少停机和拆装的损失，已经成为钢铁企业一个技术难题。目前钢铁企业都是采用埋弧堆焊的方法实现破碎机四辊的修复，但是埋弧焊由于热输出大，焊接组织粗大，同时热变形大，导致堆焊后加工量大，浪费合金，而且耐磨性一般，埋弧堆焊后的破碎机四辊实际使用寿命仅能基本达到原新品的使用寿命，即3～4个月。由于破碎机四辊一般磨损量都比较大，需要增材厚度大，前些年，由于激光熔覆成本(粉末成本、设备成本)因素制约了激光熔覆技术在四辊破碎机修复中的应用。但近一二年，由于激光设备大幅度降价，粉末成本越来越低，使得激光熔覆技术应用于四辊破碎机修复中成为可能，其修复成本已经仅比较堆焊修复高30％左右，但修复后使用寿命成倍提高，性能优异，具有更好的性价比优势。
发明内容
本发明提供一种烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆再制造方法，采用本发明提供的破碎机四辊的激光熔覆修复材料，容易实现破碎机四辊的再制造，且本发明提供的破碎机四辊再制造方法解决了埋弧焊等现有技术容易导致修复后热变形大而导致后续加工量大、浪费合金，堆焊层耐磨性一般等问题，通过采用本发明的修复材料及激光熔覆再制造方法，提高了再制造后四辊的使用寿命，实际使用寿命超过了埋弧堆焊修复的四辊的2倍以上。
本发明提供了一种烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料，以质量百分数计，其包括以下组分：C：0.35％～0.45％，Cr：25％～27％，Ni：4.5％～5.6％，Si：1.3％～1.5％，Mo：2.3％～2.7％，SiC：1.5％～2.5％，余量为Fe。
进一步的，所述破碎机四辊的激光熔覆修复材料的粒度为135～325目。
进一步的，一种烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆再制造方法，其包括以下步骤：
S1、对破碎机四辊的外表面进行车削，车削时，采用大型车床进行车削；
S2、清洗车削表面，得到预处理的破碎机四辊外表面；
S3、将激光熔覆修复材料熔覆到步骤S2预处理后的破碎机四辊的外表面，破碎机四辊为壁厚的圆柱形状，实际熔覆时需要连续进行多层熔覆，防止由于熔覆合金层硬度大，表面温度下降后，熔覆表面在下一层熔覆时产生热裂纹。
进一步的，步骤S1中单边车削的厚度为5.0～7.0mm。
进一步的，步骤S3中激光熔覆中激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，激光的扫描功率为3800～4000W，扫描速度为500～650mm/min，搭接率为30％～50％，采用多层熔覆制备。
进一步的，所述步骤S3激光熔覆处理所得熔覆层的厚度为6.0～8.0mm。
进一步的，所述步骤S3中破碎机四辊激光熔覆修复材料通过重力送粉装置送达预处理后的破碎机四辊外表面，重力送粉装置包括控制器、驱动器、步进电机、送粉头、分料齿轮、粉罐、送粉管和送粉嘴。
进一步的，所述步骤S3激光熔覆处理完成后，还包括对熔覆层进行车削处理，使得熔覆层表面光洁度达到Ra1.6。在实际应用时，通过数控轧辊车(型号8450)，采用立方氮化硼刀头，可以完成超硬材料的车削。而且表面光洁度可以达到Ra1.6。
进一步的，将再制造后的破碎机四辊包装待用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的破碎机四辊激光熔覆修复材料成分含量合理，有利于在再制造过程中，得到高质量的熔覆层，使再制造后得到的破碎机四辊具有较高的硬度和耐磨性性能，极大提高了再制造得到的破碎机四辊的使用寿命。实施例结果表明，本发明再制造得到的破碎机四辊的硬度为HRC58～60、原埋弧堆焊耐磨合金层的硬度为HRC45～47；耐磨性比较原埋弧堆焊耐磨合金层提高2倍以上，使用寿命比较原材质新转毂提高2倍以上。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供了一种烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料以质量百分数计，包括以下组分：C：0.35％～0.45％，Cr：25％～27％，Ni：4.5％～5.6％，Si：1.3％～1.5％，Mo：2.3％～2.7％，SiC：1.5％～2.5％，余量为Fe。
进一步的，破碎机四辊的激光熔覆修复材料的粒度为135～325目。
进一步的，一种烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆再制造方法，包括以下步骤：
S1、对破碎机四辊的外表面进行车削，车削时，由于破碎机四辊的直径较大，采用大型车床进行车削；
S2、清洗车削表面，得到预处理的破碎机四辊外表面；
S3、将激光熔覆修复材料熔覆到步骤S2预处理后的破碎机四辊的外表面，破碎机四辊为壁厚的圆柱形状，实际熔覆时需要连续进行多层熔覆，防止由于熔覆合金层硬度大，表面温度下降后，熔覆表面在下一层熔覆时产生热裂纹。
进一步的，步骤S1中单边车削的厚度为5.0～7.0mm。
进一步的，激光熔覆中激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，激光的扫描功率为3800～4000W，扫描速度为500～650mm/min，搭接率为30％～50％，采用多层熔覆制备。
进一步的，步骤S3激光熔覆处理所得熔覆层的厚度为6.0～8.0mm。因为烧结四辊破碎机所耐压、挤压的物料硬度高，所以合金熔覆层除了要采用更加硬、更耐磨的材料外，还要通过增加熔覆层的厚度达到延寿的目的。本发明申请，将熔覆层厚度设定为6.0～8.0mm。
进一步的，步骤S3破碎机四辊激光熔覆修复材料通过重力送粉装置送达预处理后的破碎机四辊外表面，重力送粉装置包括控制器、驱动器、步进电机、送粉头、分料齿轮、粉罐、送粉管和送粉嘴。
进一步的，步骤S3激光熔覆处理完成后，还包括对熔覆层进行车削处理，使得熔覆层表面光洁度达到Ra1.6。
进一步的，将再制造后的破碎机四辊包装待用。
实施例1
首先配制烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料，以质量百分数计，包括以下组分：C 0.35％，Cr 25％，Ni 4.5％，Si 1.3％，Mo 2.3％，SiC 1.5％，余量为Fe；所配制的激光熔覆修复材料的粒度为135～325目；对磨损后的破碎机四辊的外表面进行车削，单边车削的厚度为5.0mm；清洗车削表面，得到预处理的破碎机四辊外表面；进行激光熔覆，激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，激光的扫描功率为3800W，采用重力送粉的方式，激光扫描速度为500mm/min，搭接率为30％，采用多层熔覆制备，所得熔覆层的厚度为6.0mm；对熔覆层进行车削处理，使得熔覆层表面光洁度达到Ra1.6；将再制造后的破碎机四辊包装待用。
本实施例再制造得到的破碎机四辊的硬度为HRC58～60，硬度较原埋弧堆焊耐磨合金层的硬度提高HRC13～15；耐磨性比较原埋弧堆焊耐磨合金层提高2.5，使用寿命比较埋弧堆焊修复的四辊提高2.6倍以上。
实施例2
首先配制烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料，以质量百分数计，包括以下组分：C 0.45％，Cr 27％，Ni 5.6％，Si 1.5％，Mo 2.7％，SiC 2.5％，余量为Fe；所配制的激光熔覆修复材料的粒度为135～325目；对磨损后的破碎机四辊的外表面进行车削，单边车削的厚度为7.0mm；清洗车削表面，得到预处理的破碎机四辊外表面；进行激光熔覆，激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，激光的扫描功率为4000W，采用重力送粉的方式，激光扫描速度为650mm/min，搭接率为50％，采用多层熔覆制备，所得熔覆层的厚度为8.0mm；对熔覆层进行车削处理，使得熔覆层表面光洁度达到Ra1.6；将再制造后的破碎机四辊包装待用。
本实施例再制造得到的破碎机四辊的硬度为HRC58～60，硬度较原埋弧堆焊耐磨合金层的硬度提高HRC13～15；耐磨性比较原埋弧堆焊耐磨合金层提高2.7，使用寿命比较埋弧堆焊修复的四辊提高2.8倍以上。
实施例3
首先配制烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料，以质量百分数计，包括以下组分：C 0.37％，Cr 25％，Ni 4.5％，Si 1.3％，Mo 2.7％，SiC 2.5％，余量为Fe；所配制的激光熔覆修复材料的粒度为135～325目；对磨损后的破碎机四辊的外表面进行车削，单边车削的厚度为6.0mm；清洗车削表面，得到预处理的破碎机四辊外表面；进行激光熔覆，激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，激光的扫描功率为4000W，采用重力送粉的方式，激光扫描速度为600mm/min，搭接率为50％，采用多层熔覆制备，所得熔覆层的厚度为7.0mm；对熔覆层进行车削处理，使得熔覆层表面光洁度达到Ra1.6；将再制造后的破碎机四辊包装待用。
本实施例再制造得到的破碎机四辊的硬度为HRC58～60，硬度较原埋弧堆焊耐磨合金层的硬度提高HRC13～15；耐磨性比较原埋弧堆焊耐磨合金层提高2.4，使用寿命比较埋弧堆焊修复的四辊提高2.5倍以上。
实施例4
首先配制烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料，以质量百分数计，包括以下组分：C 0.38％，Cr 27％，Ni 5.6％，Si 1.5％，Mo 2.7％，SiC 2.5％，余量为Fe；所配制的激光熔覆修复材料的粒度为135～325目；对磨损后的破碎机四辊的外表面进行车削，单边车削的厚度为5.0mm；清洗车削表面，得到预处理的破碎机四辊外表面；进行激光熔覆，激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，激光的扫描功率为3800W，采用重力送粉的方式，激光扫描速度为500mm/min，搭接率为50％，采用多层熔覆制备，所得熔覆层的厚度为6.0mm；对熔覆层进行车削处理，使得熔覆层表面光洁度达到Ra1.6；将再制造后的破碎机四辊包装待用。
本实施例再制造得到的破碎机四辊的硬度为HRC58～60，硬度较原埋弧堆焊耐磨合金层的硬度提高HRC13～15；耐磨性比较原埋弧堆焊耐磨合金层提高2.9，使用寿命比较埋弧堆焊修复的四辊提高2.9倍以上。
实施例5
首先配制烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料，以质量百分数计，包括以下组分：C 0.45％，Cr 26％，Ni 4.6％，Si 1.3％，Mo 2.3％，SiC 1.5％，余量为Fe；所配制的激光熔覆修复材料的粒度为135～325目；对磨损后的破碎机四辊的外表面进行车削，单边车削的厚度为7.0mm；清洗车削表面，得到预处理的破碎机四辊外表面；进行激光熔覆，激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，激光的扫描功率为4000W，采用重力送粉的方式，激光扫描速度为650mm/min，搭接率为50％，采用多层熔覆制备，所得熔覆层的厚度为8.0mm；对熔覆层进行车削处理，使得熔覆层表面光洁度达到Ra1.6；将再制造后的破碎机四辊包装待用。
本实施例再制造得到的破碎机四辊的硬度为HRC58～60，硬度较原埋弧堆焊耐磨合金层的硬度提高HRC13～15；耐磨性比较原埋弧堆焊耐磨合金层提高3.5，使用寿命比较埋弧堆焊修复的四辊提高3.6倍以上。
实施例6
首先配制烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料，以质量百分数计，包括以下组分：C 0.39％，Cr 27％，Ni 4.5％，Si 1.4％，Mo 2.6％，SiC 1.8％，余量为Fe；所配制的激光熔覆修复材料的粒度为135～325目；对磨损后的破碎机四辊的外表面进行车削，单边车削的厚度为5.0mm；清洗车削表面，得到预处理的破碎机四辊外表面；进行激光熔覆，激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，激光的扫描功率为3900W，采用重力送粉的方式，激光扫描速度为600mm/min，搭接率为50％，采用多层熔覆制备，所得熔覆层的厚度为6.0mm；对熔覆层进行车削处理，使得熔覆层表面光洁度达到Ra1.6；将再制造后的破碎机四辊包装待用。
本实施例再制造得到的破碎机四辊的硬度为HRC58～60，硬度较原埋弧堆焊耐磨合金层的硬度提高HRC13～15；耐磨性比较原埋弧堆焊耐磨合金层提高2.2，使用寿命比较埋弧堆焊修复的四辊提高2.3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 (7)
1.一种烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料，其特征在于，所用的激光熔覆修复材料以质量百分数计，其包括以下组分：C：0.35%~0.45%，Cr：25%~27%，Ni：4.5%~5.6%，Si：1.3%~1.5%，Mo：2.3%~2.7%，SiC：1.5%~2.5%，余量为Fe，所述破碎机四辊的激光熔覆修复材料的粒度为135~325目，步骤S3中激光熔覆中激光器的光斑为2×14mm的矩形光斑，激光的扫描功率为3800W，扫描速度为500 mm/min，搭接率为30%~50%，采用多层熔覆制备，所得熔覆层的厚度为6.0mm-8mm。
2.一种如权利要求1所述的烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料的再制造方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1、对破碎机四辊的外表面进行车削，车削时，采用大型车床进行车削；
S2、清洗车削表面，得到预处理的破碎机四辊外表面；
S3、将激光熔覆修复材料熔覆到步骤S2预处理后的破碎机四辊的外表面，破碎机四辊为壁厚的圆柱形状，实际熔覆时需要连续进行多层熔覆，防止由于熔覆合金层硬度大，表面温度下降后，熔覆表面在下一层熔覆时产生热裂纹。
3.根据权利要求2所述的烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料的再制造方法，其特征在于，步骤S1中单边车削的厚度为5.0~7.0 mm。
4.根据权利要求3所述的烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料的再制造方法，其特征在于，所述步骤S3激光熔覆处理所得熔覆层的厚度为6.0~8.0 mm。
5.根据权利要求4所述的烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料的再制造方法，其特征在于，所述步骤S3破碎机四辊激光熔覆修复材料通过重力送粉装置送达预处理后的破碎机四辊外表面，重力送粉装置包括控制器、驱动器、步进电机、送粉头、分料齿轮、粉罐、送粉管和送粉嘴。
6.根据权利要求5所述的烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料的再制造方法，其特征在于，所述步骤S3激光熔覆处理完成后，还包括对熔覆层进行车削处理，使得熔覆层表面光洁度达到Ra1.6。
7.根据权利要求6所述的烧结四辊破碎机四辊的激光熔覆修复材料的再制造方法，其特征在于，将再制造后的破碎机四辊包装待用。
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