專利名稱：鋁箔軋輥裂紋的激光修復工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種激光熔覆方法，尤其是一種軋輥裂紋的激光熔覆修復方法。
背景技術：
近年來，隨著鋁箔材料在香煙包裝、裝飾、商標、食品保裝和保鮮、電子元件及醫藥エ業等行業應用越來越廣泛，需求量逐年増加，從而對鋁箔加工設備也有更高的使用壽命要求。由于鋁箔軋輥的使用條件和環境會導致軋輥在使用過程中輥身出現高度疲勞引起的表面淬硬層剝落或裂紋，裂紋深度可達20_，導致軋輥失效無法使用。如果直接更換新軋輥，會大大增加設備及產品的成本。由于淬火輥表面硬度極高，采用普通的堆焊方法就會極易出現裂紋、氣孔、硬度不足等缺陷，使此材質類型的軋輥修復陷入困境。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、涂層與基體結合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等特點。由于鋁箔軋輥裂紋較深，普通的激光熔覆エ藝充填裂紋時的效果并不好。如何將激光熔覆技術有效的應用于軋輥裂紋修復，尤其是如何修復深度達20mm的裂紋，是本領域的技術人員需要解決的問題。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供ー種對軋輥裂紋進行激光熔覆，有效的填補裂紋使其達到使用要求的鋁箔軋輥裂紋的激光修復エ藝。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種鋁箔軋輥裂紋的激光修復エ藝，其特征在于，包括以下步驟
A.對軋輥進行清理，對軋輥的裂痕、直角或剝落層進行打磨清理，直至沒有裂紋缺陷；
B.對軋輥進行低溫預熱，預熱溫度為180°C至250°C；
C.優化工藝參數，對軋輥上打磨清理出的凹坑進行激光熔覆，在此過程中，振動軋輥，并保持軋輥溫度為180°C至250°C，直至凹坑被填滿，且熔覆層高出輥面；
采用同步送粉的方式，以快速橫流ニ氧化碳激光器為光源對凹坑進行連續搭接掃描；激光功率為2000W至2200W，標高為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Cr 10%至15%，B 1%至2%，Si :0. 5%至I. 5%，其余為Fe ；
D.進行檢測。為了使得修復過后的軋輥留有加工余量，經過加工后輥徑能夠達到要求，ー種優選的技術方案是上述步驟C中熔覆層高出棍面O. 3mm至1_。為了使得軋輥裂紋在激光熔覆的過程中修復成功，并且獲得更好的修復效果，一種優選的技術方案是上述步驟A是將軋輥上的灰塵、油污、銹蝕清除；對軋輥進行徑向、端面跳動檢驗,確定軋輥變形量。
為了保證修復后的軋輥的質量，一種優選的技術方案是上述步驟D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。本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點本發明的鋁箔軋輥裂紋的激光修復エ藝中采用的合金粉末利用Cr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，且同時具有很好的潤濕性、自熔性、抗裂性、成形性、エ藝穩定性，能夠防止在熔覆過程中產生裂紋。該エ藝采用寬帶激光束，效率更高。該エ藝采用同步送粉的方式，嚴格控制合金粉的成分和送粉量，并對激光功率、掃描速度、搭接量等進行了優化；另外，該エ藝還采用了預熱的方法防止產生淬硬組織，采用振動的方法消除焊接應力。該エ藝可以在熔覆層厚度達到20_時，依然使得熔覆層的組織均勻性好，熔覆層與基體的熔合率高、結合緊密，軋輥變形量小，軋輥表面沒有裂紋和氣孔，硬度達到52HRC至55HRC，具有很好的耐磨性。
具體實施例方式本實施例的鋁箔軋輥裂紋的激光修復エ藝的具體步驟如下
A.對待修復的軋輥進行清理。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象；通過角磨砂輪對軋輥的裂痕、直角或剝落層進行打磨清理，直至沒有裂紋缺陷。B.對軋輥進行低溫預熱，預熱溫度為200°C。C.優化工藝參數，對軋輥上打磨清理出的凹坑進行激光熔覆，在此過程中，不停地用小木槌敲擊軋輥，使軋輥振動從而消除焊接應力，并保持軋輥溫度為180°C至250°C，直至凹坑被填滿，且熔覆層高出輥面O. 5mm。采用同步送粉的方式，以快速橫流ニ氧化碳激光器為光源對凹坑進行連續搭接掃描。激光功率為2100W，標高(即激光器離作用物之間的距離，標高=焦距+離焦量)為265mm，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Cr 12%, B :1. 5%，Si :1%，其余為Fe。D.修復結束后，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，檢驗質量是否合格。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎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。而這些屬于本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。
權利要求
1.一種鋁箔軋輥裂紋的激光修復工藝，其特征在于，包括以下步驟 A.對軋輥進行清理，對軋輥的裂痕、直角或剝落層進行打磨清理，直至沒有裂紋缺陷； B.對軋輥進行低溫預熱，預熱溫度為180°C至250°C； C.優化工藝參數，對軋輥上打磨清理出的凹坑進行激光熔覆，在此過程中，振動軋輥，并保持軋輥溫度為180°C至250°C，直至凹坑被填滿，且熔覆層高出輥面； 采用同步送粉的方式，以快速橫流二氧化碳激光器為光源對凹坑進行連續搭接掃描；激光功率為2000W至2200W，標高為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Cr 10%至15%，B 1%至2%，Si :0. 5%至I. 5%，其余為Fe ； D.進行檢測。
2.按照權利要求I所述的鋁箔軋輥裂紋的激光修復工藝，其特征在于所述步驟C中熔覆層高出棍面0. 3mm至1mm。
3.按照權利要求I所述的鋁箔軋輥裂紋的激光修復工藝，其特征在于所述步驟A是將軋輥上的灰塵、油污、銹蝕清除；對軋輥進行徑向、端面跳動檢驗，確定軋輥變形量。
4.按照權利要求I所述的鋁箔軋輥裂紋的激光修復工藝，其特征在于所述步驟D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
本發明涉及一種鋁箔軋輥裂紋的激光修復工藝，包括以下步驟A.對軋輥進行清理；B.對軋輥進行低溫預熱；C.優化工藝參數，對軋輥上打磨清理出的凹坑進行激光熔覆，在此過程中，振動軋輥，并保持軋輥溫度為180℃至250℃，直至凹坑被填滿，且熔覆層高出輥面；所采用的合金粉末的組分及重量百分比含量是Cr10%至15%，B1%至2%，Si0.5%至1.5%，其余為Fe；D.進行檢測。該鋁箔軋輥裂紋的激光修復工藝可對軋輥裂紋進行激光熔覆，有效的填補深度很深的裂紋，使其達到使用要求，熔覆層的組織均勻性好，熔覆層與基體的熔合率高。
文檔編號C23C24/10GK102677047SQ20121016634
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月27日 優先權日2012年5月27日
發明者何建方, 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