专利名称：高碳合金轧辊表面的激光修复工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种激光熔覆方法，尤其是一种轧辊表面的激光熔覆修复方法。
背景技术：
从20世纪90年代开始，中国的钢铁行业迅速发展，2006年产钢4. 23亿吨，占世界钢产量的三分之一，2010年我国钢产量进ー步提升，达6. 27亿吨，创历史新高。为实现高等级钢材产品的轧制需求，国内高端轧辊的研制和开发进程加快，大量替代进ロ的轧辊在短时间研制成功并取代进ロ，极大地满足了国内钢铁エ业发展的需求。轧辊作为轧钢エ业的重要工具，是轧钢设备的最主要消耗部件，随着产钢量的増加，轧辊消耗量迅速増加。粗略计算，如果按吨钢消耗轧辊Ikg估算，仅2010年的轧辊消耗就约在60万吨左右。轧辊损耗失效的形式主要是磨损及因长期高压カ下产生的疲劳性失效，如硬度的降低、裂纹、变形及尺寸的变化等。以前的轧辊材料，如60CrMO、9Cr2MO、86CrMOV7等，通常是直接更换新轧辊或采用氩弧焊、埋弧焊等堆焊技术进行小面积的修复。而现在的轧辊都采用新的轧辊材料如MC3系列、MC5系列，由于此类钢在化学成分上的调整，其整体机械性能、热处理性能都有很大的提高，顺应了市场的需求，但焊接性却有很大的降低。采用普通的堆焊方法就会极易出现裂纹、气孔、硬度不足等缺陷，使此材质类型的轧辊修复陷入困境。激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面ー薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的エ艺方法，从而达到表面改性或修复的目的。与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点。如何将激光熔覆技术有效的应用于轧辊表面修复，是本领域的技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供ー种对轧辊表面进行激光熔覆，使其尺寸达到使用要求的高碳合金轧棍表面的激光修复エ艺。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高碳合金轧辊表面的激光修复エ艺，包括以下步骤
A.对轧辊表面进行处理，对轧辊进行失效分析；
B.根据轧辊的失效分析结果，优化工艺參数，进行激光熔覆；
采用预置送粉的方式，以快速横流ニ氧化碳激光器为光源对轧辊进行连续螺旋进给搭接扫描；激光功率为1700W至2100W，标高为260mm至275mm，光斑尺寸为IOmmX I. 8mm,扫描速度为120mm/min至150mm/min,搭接量为3mm,送粉量为6g/min至12g/min ;所采用的合金粉末的组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%,其余为 Fe ；
C.进行检測。
为了使得修复过后的高碳合金轧辊的辊径能够达到要求，一种优选的技术方案是上述激光熔覆的熔覆层厚度为Imm至3mm。为了使得待修复的高碳合金轧辊在激光熔覆的过程中修复成功，并且获得更好的修复效果，一种优选的技术方案是上述步骤A是将轧辊上的灰尘、油污、锈蚀清除；检测轧辊各部位的尺寸，确定失效部位及其磨损量；对轧辊进行径向、端面跳动检验，确定轧辊变形量；去除轧棍失效部位的疲劳层O. 5mm至2mm,并进行清洗。为了保证修复后的高碳合金轧辊的质量，一种优选的技术方案是上述步骤C是检测轧辊表面硬度；检测轧辊变形量；对轧辊表面进行机械加工；进行探伤、校验。本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点本发明的高碳合金轧辊表面的激光修复エ艺中采用的合金粉末利用Cr、Mo元素对铁基合金进行元素強化，通过添加适 量的B、Si使合金在凝固后形成以奥氏体为主的基体，以满足其硬度要求，且同时具有良好的润湿性和自熔性，能够防止在熔覆过程中产生裂纹。该エ艺采用宽带激光束，效率更高。该エ艺采用预置送粉的方式，严格控制送粉量，并对激光功率、扫描速度、搭接量等进行了优化，使得熔覆层的组织均匀性好、厚度和硬度均匀。该エ艺使得熔覆层与轧辊失效部位的基体的熔合率高、结合紧密，轧辊变形量小，轧辊表面没有裂纹和气孔，硬度达到55HRC以上，具有极好的耐磨性。
具体实施例方式本实施例的高碳合金轧辊表面的激光修复エ艺的具体步骤如下
A.对待修复的轧辊表面进行处理，对轧辊进行失效分析。将轧辊上的灰尘、油污、锈蚀等清除；检测轧辊各部位的尺寸，确定失效部位及其磨损量；对轧辊进行径向、端面跳动检验，检验轧辊是否有变形现象；通过打磨去除轧辊失效部位的疲劳层O. 5mm,并进行清洗。B.根据轧辊的失效分析结果，优化工艺參数，进行激光熔覆。采用预置送粉的方式，以快速横流ニ氧化碳激光器为光源对轧辊进行连续螺旋进给搭接扫描。激光功率为2000W，标高(即激光器离作用物之间的距离，标高=焦距+离焦量)为265臟，光斑尺寸为IOmmX I. 8mm,扫描速度为130 mm/min,搭接量为3mm，送粉量为8g/min。所采用的合金粉末的组分及重量百分比含量是C :0. 15%，Cr :13. 5%，B :1. 5%，Si 1%，Mo :1%，其余为Fe。熔覆层厚度为1mm。C.修复结束后，进行检测。检测表面硬度；检测变形量；按照图纸的要求对轧辊表面进行机械加工；进行探伤，检测是否有气孔、夹渣、裂痕等影响轧辊机械性能的缺陷；进行校验，检验质量是否合格。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
权利要求
1.一种高碳合金轧辊表面的激光修复工艺，其特征在于，包括以下步骤 A.对轧辊表面进行处理，对轧辊进行失效分析； B.根据轧辊的失效分析结果，优化工艺参数，进行激光熔覆； 采用预置送粉的方式，以快速横流二氧化碳激光器为光源对轧辊进行连续螺旋进给搭接扫描；激光功率为1700W至2100W，标高为260mm至275mm，光斑尺寸为IOmmX I. 8mm,扫描速度为120mm/min至150mm/min,搭接量为3mm,送粉量为6g/min至12g/min ;所采用的合金粉末的组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%,其余为 Fe ； C.进行检测。
2.按照权利要求I所述的高碳合金轧辊表面的激光修复工艺，其特征在于所述激光熔覆的熔覆层厚度为Imm至3mm。
3.按照权利要求I所述的高碳合金轧辊表面的激光修复工艺，其特征在于所述步骤A是将轧辊上的灰尘、油污、锈蚀清除；检测轧辊各部位的尺寸，确定失效部位及其磨损量；对轧辊进行径向、端面跳动检验，确定轧辊变形量；去除轧辊失效部位的疲劳层0. 5mm至2mm，并进行清洗。
4.按照权利要求I所述的高碳合金轧辊表面的激光修复工艺，其特征在于所述步骤C是检测轧辊表面硬度；检测轧辊变形量；对轧辊表面进行机械加工；进行探伤、校验。
全文摘要
本发明涉及一种高碳合金轧辊表面的激光修复工艺，包括以下步骤A.对轧辊表面进行处理，对轧辊进行失效分析；B.根据轧辊的失效分析结果，优化工艺参数，进行激光熔覆；采用预置送粉的方式，以快速横流二氧化碳激光器为光源对轧辊进行连续螺旋进给搭接扫描；所采用的合金粉末的组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%，其余为Fe；C.进行检测。该高碳合金轧辊表面的激光修复工艺对轧辊表面进行激光熔覆，使其尺寸达到使用要求，轧辊基体和熔覆层紧密结合，熔覆层厚度和硬度均匀，可增强轧辊耐磨性。
文档编号B23K26/34GK102677049SQ20121016634
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月27日 优先权日2012年5月27日
发明者何建方, 刘少彬, 刘汉杰, 邓琦林 申请人:丹阳市宏图机械制造有限公司