專利名稱：高碳合金軋輥表面的激光修復(fù)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種激光熔覆方法，尤其是一種軋輥表面的激光熔覆修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
從20世紀(jì)90年代開始，中國的鋼鐵行業(yè)迅速發(fā)展，2006年產(chǎn)鋼4. 23億噸，占世界鋼產(chǎn)量的三分之一，2010年我國鋼產(chǎn)量進ー步提升，達6. 27億噸，創(chuàng)歷史新高。為實現(xiàn)高等級鋼材產(chǎn)品的軋制需求，國內(nèi)高端軋輥的研制和開發(fā)進程加快，大量替代進ロ的軋輥在短時間研制成功并取代進ロ，極大地滿足了國內(nèi)鋼鐵エ業(yè)發(fā)展的需求。軋輥作為軋鋼エ業(yè)的重要工具，是軋鋼設(shè)備的最主要消耗部件，隨著產(chǎn)鋼量的増加，軋輥消耗量迅速増加。粗略計算，如果按噸鋼消耗軋輥Ikg估算，僅2010年的軋輥消耗就約在60萬噸左右。軋輥損耗失效的形式主要是磨損及因長期高壓カ下產(chǎn)生的疲勞性失效，如硬度的降低、裂紋、變形及尺寸的變化等。以前的軋輥材料，如60CrMO、9Cr2MO、86CrMOV7等，通常是直接更換新軋輥或采用氬弧焊、埋弧焊等堆焊技術(shù)進行小面積的修復(fù)。而現(xiàn)在的軋輥都采用新的軋輥材料如MC3系列、MC5系列，由于此類鋼在化學(xué)成分上的調(diào)整，其整體機械性能、熱處理性能都有很大的提高，順應(yīng)了市場的需求，但焊接性卻有很大的降低。采用普通的堆焊方法就會極易出現(xiàn)裂紋、氣孔、硬度不足等缺陷，使此材質(zhì)類型的軋輥修復(fù)陷入困境。激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基體表面上放置被選擇的涂層材料經(jīng)激光輻照使之和基體表面ー薄層同時熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低，與基體成冶金結(jié)合的表面涂層，顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性的エ藝方法，從而達到表面改性或修復(fù)的目的。與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結(jié)合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等特點。如何將激光熔覆技術(shù)有效的應(yīng)用于軋輥表面修復(fù)，是本領(lǐng)域的技術(shù)人員需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供ー種對軋輥表面進行激光熔覆，使其尺寸達到使用要求的高碳合金軋棍表面的激光修復(fù)エ藝。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高碳合金軋輥表面的激光修復(fù)エ藝，包括以下步驟
A.對軋輥表面進行處理，對軋輥進行失效分析；
B.根據(jù)軋輥的失效分析結(jié)果，優(yōu)化工藝參數(shù)，進行激光熔覆；
采用預(yù)置送粉的方式，以快速橫流ニ氧化碳激光器為光源對軋輥進行連續(xù)螺旋進給搭接掃描；激光功率為1700W至2100W，標(biāo)高為260mm至275mm，光斑尺寸為IOmmX I. 8mm,掃描速度為120mm/min至150mm/min,搭接量為3mm,送粉量為6g/min至12g/min ;所采用的合金粉末的組分及重量百分比含量是C彡O. 15%，Cr 12. 5%至14. 5%，B :1. 3%至I. 8%，Si
O.5% 至 I. 5%, Mo :0. 5% 至 I. 5%,其余為 Fe ；
C.進行檢測。
為了使得修復(fù)過后的高碳合金軋輥的輥徑能夠達到要求，一種優(yōu)選的技術(shù)方案是上述激光熔覆的熔覆層厚度為Imm至3mm。為了使得待修復(fù)的高碳合金軋輥在激光熔覆的過程中修復(fù)成功，并且獲得更好的修復(fù)效果，一種優(yōu)選的技術(shù)方案是上述步驟A是將軋輥上的灰塵、油污、銹蝕清除；檢測軋輥各部位的尺寸，確定失效部位及其磨損量；對軋輥進行徑向、端面跳動檢驗，確定軋輥變形量；去除軋棍失效部位的疲勞層O. 5mm至2mm,并進行清洗。為了保證修復(fù)后的高碳合金軋輥的質(zhì)量，一種優(yōu)選的技術(shù)方案是上述步驟C是檢測軋輥表面硬度；檢測軋輥變形量；對軋輥表面進行機械加工；進行探傷、校驗。本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點本發(fā)明的高碳合金軋輥表面的激光修復(fù)エ藝中采用的合金粉末利用Cr、Mo元素對鐵基合金進行元素強化，通過添加適 量的B、Si使合金在凝固后形成以奧氏體為主的基體，以滿足其硬度要求，且同時具有良好的潤濕性和自熔性，能夠防止在熔覆過程中產(chǎn)生裂紋。該エ藝采用寬帶激光束，效率更高。該エ藝采用預(yù)置送粉的方式，嚴格控制送粉量，并對激光功率、掃描速度、搭接量等進行了優(yōu)化，使得熔覆層的組織均勻性好、厚度和硬度均勻。該エ藝使得熔覆層與軋輥失效部位的基體的熔合率高、結(jié)合緊密，軋輥變形量小，軋輥表面沒有裂紋和氣孔，硬度達到55HRC以上，具有極好的耐磨性。
具體實施例方式本實施例的高碳合金軋輥表面的激光修復(fù)エ藝的具體步驟如下
A.對待修復(fù)的軋輥表面進行處理，對軋輥進行失效分析。將軋輥上的灰塵、油污、銹蝕等清除；檢測軋輥各部位的尺寸，確定失效部位及其磨損量；對軋輥進行徑向、端面跳動檢驗，檢驗軋輥是否有變形現(xiàn)象；通過打磨去除軋輥失效部位的疲勞層O. 5mm,并進行清洗。B.根據(jù)軋輥的失效分析結(jié)果，優(yōu)化工藝參數(shù)，進行激光熔覆。采用預(yù)置送粉的方式，以快速橫流ニ氧化碳激光器為光源對軋輥進行連續(xù)螺旋進給搭接掃描。激光功率為2000W，標(biāo)高(即激光器離作用物之間的距離，標(biāo)高=焦距+離焦量)為265臟，光斑尺寸為IOmmX I. 8mm,掃描速度為130 mm/min,搭接量為3mm，送粉量為8g/min。所采用的合金粉末的組分及重量百分比含量是C :0. 15%，Cr :13. 5%，B :1. 5%，Si 1%，Mo :1%，其余為Fe。熔覆層厚度為1mm。C.修復(fù)結(jié)束后，進行檢測。檢測表面硬度；檢測變形量；按照圖紙的要求對軋輥表面進行機械加工；進行探傷，檢測是否有氣孔、夾渣、裂痕等影響軋輥機械性能的缺陷；進行校驗，檢驗質(zhì)量是否合格。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種高碳合金軋輥表面的激光修復(fù)工藝，其特征在于，包括以下步驟 A.對軋輥表面進行處理，對軋輥進行失效分析； B.根據(jù)軋輥的失效分析結(jié)果，優(yōu)化工藝參數(shù)，進行激光熔覆； 采用預(yù)置送粉的方式，以快速橫流二氧化碳激光器為光源對軋輥進行連續(xù)螺旋進給搭接掃描；激光功率為1700W至2100W，標(biāo)高為260mm至275mm，光斑尺寸為IOmmX I. 8mm,掃描速度為120mm/min至150mm/min,搭接量為3mm,送粉量為6g/min至12g/min ;所采用的合金粉末的組分及重量百分比含量是C≤0. 15%，Cr 12. 5%至14. 5%，B :1. 3%至I. 8%，Si 0. 5% 至 I. 5%, Mo :0. 5% 至 I. 5%,其余為 Fe ； C.進行檢測。
2.按照權(quán)利要求I所述的高碳合金軋輥表面的激光修復(fù)工藝，其特征在于所述激光熔覆的熔覆層厚度為Imm至3mm。
3.按照權(quán)利要求I所述的高碳合金軋輥表面的激光修復(fù)工藝，其特征在于所述步驟A是將軋輥上的灰塵、油污、銹蝕清除；檢測軋輥各部位的尺寸，確定失效部位及其磨損量；對軋輥進行徑向、端面跳動檢驗，確定軋輥變形量；去除軋輥失效部位的疲勞層0. 5mm至2mm，并進行清洗。
4.按照權(quán)利要求I所述的高碳合金軋輥表面的激光修復(fù)工藝，其特征在于所述步驟C是檢測軋輥表面硬度；檢測軋輥變形量；對軋輥表面進行機械加工；進行探傷、校驗。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高碳合金軋輥表面的激光修復(fù)工藝，包括以下步驟A.對軋輥表面進行處理，對軋輥進行失效分析；B.根據(jù)軋輥的失效分析結(jié)果，優(yōu)化工藝參數(shù)，進行激光熔覆；采用預(yù)置送粉的方式，以快速橫流二氧化碳激光器為光源對軋輥進行連續(xù)螺旋進給搭接掃描；所采用的合金粉末的組分及重量百分比含量是C≤0.15%，Cr12.5%至14.5%，B1.3%至1.8%，Si0.5%至1.5%，Mo0.5%至1.5%，其余為Fe；C.進行檢測。該高碳合金軋輥表面的激光修復(fù)工藝對軋輥表面進行激光熔覆，使其尺寸達到使用要求，軋輥基體和熔覆層緊密結(jié)合，熔覆層厚度和硬度均勻，可增強軋輥耐磨性。
文檔編號B23K26/34GK102677049SQ20121016634
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月27日
發(fā)明者何建方, 劉少彬, 劉漢杰, 鄧琦林 申請人:丹陽市宏圖機械制造有限公司