[发明专利]一种高碳硬面无裂纹大厚度冷轧辊激光修复方法

说明书

本发明公开一种高碳硬面无裂纹大厚度冷轧辊激光修复方法，包括步骤，确定冷轧辊面的待修复区域，对待修复区域表面进行预处理；对待修复区域进行预热处理，采用激光熔覆在待修复区域制备低碳过渡层；通过激光熔覆在低碳过渡层表面制备若干层高碳工作层；对低碳过渡层和高碳工作层形成的激光修复层表面进行磨削处理，直至激光修复层表面的轴径尺寸和粗糙度与冷轧辊的工艺要求一致；本发明对合金粉末成分的合理设计和工艺参数的优化选择，制备出无裂纹的激光修复层，涂层显微组织均匀致密；通过对所述激光修复层各组织结构和厚度合理控制，实现多层熔覆层的结构和性能上的有效配合，可制备大厚度高性能的激光修复层，极大提升轧辊修复的效率。

技术领域

本发明涉及轧辊技术领域，具体涉及一种高碳硬面无裂纹大厚度冷轧辊激光修复方法。

背景技术

冶金轧辊是决定轧机效率和扎材质量的重要消耗部件。对冷轧辊而言，轧制负荷一般较高，生产轧制板材和带钢的冷轧辊必须有足够的强度、均匀的高硬度和表面质量，以承受极高的轧制力，保证足够的抗磨损能力，满足轧材精度要求。目前用于轧制带钢的工作辊、夹送辊、支承辊等高碳硬面冶金轧辊平均使用周期较短，轧辊其工作面快速磨损达到一定程度，导致无法使用而作废品处理，每年消耗大量的备品配件。据统计，国内各大轧机使用企业的轧辊消耗数量在数百万吨以上。轧辊是冶金业的重要部件和核心耗材，延长冶金备件使用寿命和报废期限的轧辊修复是实现高效绿色钢铁工业发展模式的重要途径。

目前能够实现冶金结合的快速修复工艺主要是堆焊。对于冷轧辊这类表面硬度要求很高的冶金备件，较高的碳含量决定了其较差的可焊性能，因而使得对其修复具有很大的技术难度。这是由于堆焊时热量输入大，堆焊层组织粗大硬度较低，同时造成基材热影响区过大，力学性能显著降低，如再提高堆焊硬度则要求很高的堆焊保温温度和减小焊接热输入，尽管如此也难以达到高硬度覆层。

激光熔覆技术能够制备冶金结合的合金熔覆层，同时具有较小的热量输入，通过工艺优化易于实现对涂层搭接率和稀释率的调控，获得性能优越的熔覆层，从而其成为轧辊修复领域的最佳选择。然而，冷轧工作辊一般都是含碳量较高的冶金备件，使用激光熔覆技术进行修复的过程中焊接的性能要求以及熔覆层的裂纹控制仍具有较大难度。

鉴于所述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决所述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种高碳硬面无裂纹大厚度冷轧辊激光修复方法，包括步骤；

包括步骤；

S1，确定冷轧辊面的待修复区域，对所述待修复区域表面进行预处理；

S2，对所述待修复区域进行预热处理，采用激光熔覆在所述待修复区域制备低碳过渡层；

S3，通过激光熔覆在所述低碳过渡层表面制备若干层高碳工作层；

S4，对所述低碳过渡层和所述高碳工作层形成的激光修复层表面进行磨削处理，直至所述激光修复层表面的轴径尺寸和粗糙度与所述冷轧辊的工艺要求一致。

较佳的，在所述步骤S1中，所述待修复区域包括所述冷轧辊面的磨损区域和剥落区域，确定所述待修复区域后，将所述待修复区表面磨削平整并对磨削后的所述待修复区表面进行探伤检测，检测确认无缺陷后停止对所述待修复区域的磨削。

较佳的，所述步骤S2中通过同步送粉设备输送低碳合金粉末，光纤激光器将所述低碳合金粉末熔覆于磨削处理后的所述待修复区域表面，形成所述低碳过渡层。

较佳的，所述低碳合金粉末成分按质量百分比：碳0.1％～0.2％、铬16％～18％、硼1.6％～1.8％、硅1.3％～1.6％、钼1.8％～2.2％、其余为铁，进行配比并在混合均匀后制备成球形颗粒状，将所述低碳合金粉末置于100℃下烘干90min，所述低碳合金粉末粒径为50μm～250μm。