[发明专利]一种铸铁轧辊辊面复合修复方法

说明书

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，特别涉及一种轧辊辊面的修复方法。

背景技术

轧辊是使金属产生塑性变形的工具，是决定轧机效率和轧材质量的重要消耗部件。轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件，利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。它主要承受轧制时的动静载荷，磨损和温度变化的影响。轧辊种类很多，常用的轧辊品种有铸钢轧辊、铸铁轧辊和锻造轧辊三大类。铸铁轧辊有良好的耐磨性，但脆性大，抗热疲劳冲击性差，一般用于板、线、管和小型钢轧机精轧机架。轧辊的工作条件较为复杂，轧辊在制造和使用前的准备工序中会产生残余应力和热应力。使用时又进一步受到了各种周期应力的作用，包括有弯曲、扭转、剪力、接触应力和热应力等。这些应力沿辊身的分布是不均匀的、不断变化的，其原因不仅有设计因素，还有轧辊在使用中磨损、温度和辊形的不断变化。此外，轧制条件经常会出现异常情况。轧辊在使用后冷却不当，也会受到热应力的损害。所以轧辊除磨损外，还经常出现裂纹、断裂、剥落、压痕等各种局部损伤和表面损伤。

对于铸铁轧辊的辊面损坏，目前常采用普通堆焊的方式进行修复，但其工艺存在诸多弊端，如堆焊焊接表面温度较高，会使辊道受热产生热裂纹，存在较大修复失败的风险，且焊接过程中还要控制焊接层间温度，导致堆焊修复后的表面耐磨性和抗腐蚀性能都打不到理想的效果。如中国专利CN03116017.4，“大型轧辊硬面堆焊修复方法”，其应用于铸铁轧辊修复时就存在保温时间过长，生产效率低，修复效果欠佳等问题。因此，面对铸铁轧辊大批量磨损失效的现状，对了降低企业生产和修复成本，开发一种更加行之有效的铸铁轧辊修复方法是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种能够有效延长铸铁轧辊使用寿命、提高辊面使用性能的铸铁轧辊辊面复合修复方法，。

本发明是通过以下技术方案实现的：

(1)对轧辊辊面进行探伤，用抛光片或砂轮片清除待修复辊面的铁锈、疲劳层，打磨出金属光泽即可；

(2)用氧炔焰对待修复部分进行加热，使辊面温度达190℃—200℃，并适当扩大加热范围以减小热应力影响；

(3)若待修复辊面有轻微辊面脱落，则选用耐磨专用焊条修复；若修复辊面有严重辊面脱落，则选用结构钢焊条修复；使用前将所述焊条在300℃烘烤箱内保温2小时，烘干后100℃恒温储存；

(4)对待修复辊面进行埋弧焊堆焊，电流：100－120A，直流极性正接，焊接速度140-180mm/min，焊接后马上对焊接位置及周边进行敲击以减少应力,堆焊完成后冷却至室温；

(5)对堆焊后辊面进行机加工复型，将轧辊直径加工到比原始直径小0.5mm；

(6)对机加工后辊面抛光，并用丙酮清洗，将轧辊装夹到激光合金化机床上准备加工；

(7)合金化材料采用陶瓷合金粉末，陶瓷合金粉末成分的质量百分比为TiC:WC:NiCrC:Fe60＝20:10:10:60，粉末粒度为200-400nm，将合金粉末用机械混粉器混合2-3小时，用烘干机烘干后冷却至室温备用。

(8)进行激光合金化加工，激光器输出功率为2800-3500W，矩形光斑2×14mm，扫描速度为1200-1500mm/min，搭接率为45％-50％，单道合金化厚度为0.5-1mm，加工过程中保持轧辊温度为400-500℃，采用惰性气体保护，所述惰性气体为氩气；

(9)激光合金化结束后，将轧辊温度控制为300℃，保温3-4小时后自然冷却到室温即可。

(10)对处理后的轧辊进行初步探伤，没损伤后进行机械加工复型，到达尺寸和精度要求后，再进行探伤和表面性能检测。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、采用了埋弧堆焊与激光合金化双重工艺，既可以修复较大表面损伤，又可以解决铸铁材料脆性大，抗热疲劳冲击性差等性能问题。

2、大大延长了铸铁轧辊的使用寿命，减少了企业生产成本。

3、修复后的辊面堆焊面的平均硬度显著提高到HRC60左右,基材面的平均硬度也提高到HRC62左右,表面硬度分布均匀且超出原有技术要求约10个硬度值，明显提高了轧辊表面质量。

具体实施方式

实施例1