本发明涉及轧辊再制造领域,尤其是一种循环利用轧制钛合金盘卷轧辊的方法。
背景技术:
1、随着航空航天、医疗技术不断发展,钛合金产品因其高强度、高耐磨、耐高温、重量轻等优点,其研发需求越来越广泛。其中钛合金棒材、钛合金盘卷材料被广泛应用于航空发动机、医疗器材生产当中。由于钛合金高耐磨性的特点,进行轧辊成型时所需的轧辊硬度、耐磨性、轧制量均有严格要求,常规通过锻造方式生产的坯料,由于锻造过程中高温及氧化皮的原因,内部往往存在较多“杂质气泡”,对于普通钢材来说没有任何影响,但对于航空领域材料来说,这些坯料则属于不合格产品。通过调研,采用低温轧辊轧制出来的钛合金盘卷及棒材,产品内部组织性能较好。在实际生产中由于轧制前后棒材尺寸不同,一般来说φ1150、φ850、φ650三种规格开坯辊即可满足大部分棒材的轧制任务,由于钛合金本身硬度较低、耐磨性较高的特性,在粗轧过程中往往出现粘钢问题、精轧过程中轧辊孔型磨损较为严重,因此轧辊损耗较大。现有开坯辊材质一般为60crmnmo,成本较高。
2、因此需要一种循环利用轧制钛合金盘卷和棒材轧辊的方法,通过采购低成本锻钢轧辊作为主轴,熔敷一种不易粘连、耐磨性较好的高性能材料作为耐磨工作层,通过反复熔敷再制造达到节省轧辊采购的同时,不占钢性又好,可以连续对钛合金进行轧制,有效维持生产进度,保证生产效果的同时,又可以通过补焊车切的方式对敷设的工作层充分利用,再次降低成本。
技术实现思路
1、本发明需要解决的技术问题是提供一种循环利用轧制钛合金盘卷轧辊的方法。已解决使用何种锻钢材质作为钛合金盘卷、棒材轧制轧制主轴,可以保持长期使用,反复加工、车削、热处理,保持较好的平直性。同时研发一种耐磨性较好于此同时具备较好的“脱钢”性(不易粘连性)的焊材,以及最大程度对焊材制成的工作层进行利用,降低成本。
2、为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种循环利用轧制钛合金盘卷轧辊的方法,具体步骤如下:
3、步骤1:选却低成本的55cr中碳合金锻钢轧辊作为轧制钛合金盘卷轧辊的主轴;
4、步骤2:对主轴进行双传动端设置;
5、步骤3:将耐磨焊材熔敷在主轴上形成工作层;
6、步骤4:使用浓硫酸对工作层进行钝化处理,表面形成抗氧化层;轧制钛合金盘卷轧辊完成;
7、步骤5:在轧制钛合金盘卷轧辊表面统筹设计一次轧制孔型,将粗轧大孔型和精轧小孔型,由大到小按传动端向非传动端方向依次设置;
8、步骤6:利用设计好孔型的多根轧辊对钛合金盘卷进行轧制;
9、步骤7:轧制一段时间,一次轧制孔型轧制磨损量超过20mm后,将轧辊位置对调,按需对表面孔型进行一次轧制孔型修补;修补后继续进行轧制;
10、步骤8:轧制一段时间,修补后的一次轧制孔型轧制磨损量超过20mm后,按需对表面孔型进行修补车削,改造成二次轧制孔型;改造后继续进行轧制;
11、步骤9:轧制一段时间后,二次轧制空芯轧制磨损量超过20mm后,工作层报废,对熔敷的工作层整体车削留下主轴,在对主轴进行熔敷,重复步骤3-8,实现对钛合金卷的连续轧制,对轧辊的循环利用。本发明技术方案的进一步改进在于:步骤1中作为主轴的55cr中碳合金锻钢轧辊,超声波检测到达jb/t5000.15-2007,一级检测标准。
12、本发明技术方案的进一步改进在于:步骤2中双传动端设置具体为:作为主轴的55cr中碳合金锻钢轧辊两端为与轧机相适配的传动端和非传动端,传动端和非传动端尺寸不同,设置一个与外径与传动端相同,内径与非传动端外径相适配的梅花托环,非传动端外套上梅花托环后尺寸与传动端一致。
13、本发明技术方案的进一步改进在于:步骤3耐磨焊材化学成分及其重量百分含量为:c0.18-0.22%,mn1-1.6%,si0.2-0.35,p≤0.03%,s≤0.03%,cr0.3-0.5%,mo0.25-0.5%,ni≤0.7%,bo<0.03%,其余为不可避免的杂质。
14、本发明技术方案的进一步改进在于:步骤4中,钝化后的钝化层厚度超过2mm。
15、本发明技术方案的进一步改进在于:步骤5和步骤8中,二次轧制孔型中各孔尺寸均大于一次轧制孔型中各孔尺寸。
16、本发明技术方案的进一步改进在于:步骤7具体包括:
17、步骤7.1:将轧制钛合金盘卷轧辊从轧机卸下;
18、步骤7.2:将工作层上磨损后的粗轧大孔型进行依次小范围补焊方式进行修复,修复改造为对应的精轧小孔型;
19、步骤7.3:将工作层上磨损后的精轧孔型直接通过车削加工方式加工为对应的粗轧孔型;
20、步骤7.4:将非传动端外套上梅花托环后,与轧机传动端相连,实现对轧辊的位置调换。
21、本发明技术方案的进一步改进在于:步骤8具体包括:
22、步骤8.1:将轧制钛合金盘卷轧辊从轧机卸下;
23、步骤8.2:将轧辊上一次轧制孔型的各孔进行修补车削,对应改造为孔尺寸更大的二次轧制孔型。
24、步骤8.3:将改造后的轧辊上机。
25、由于采用了上述技术方案,本发明取得的技术进步是:通过选用55cr中碳合金锻钢轧辊为主轴,使用综合性价比最高,价格适中,产品使用周期可超30万次。通过熔敷层金属成分调整及金属钝化反应,解决了钛合金盘卷、棒材轧制过程中粘钢及孔型磨损较大问题。通过双传动端主轴设计方式,增加梅花托环,实现轧辊对调使用,增加轧辊工作层利用率,配合粗轧精轧孔型对调及车削加工熔敷方案,极大化保证了熔敷金属层(工作层)利用率,降低吨轧制成本。提升轧辊使用寿命,降低吨轧制成本。
1.一种循环利用轧制钛合金盘卷轧辊的方法,其特征在于:具体步骤如下:
2.根据权利要求1所述的一种循环利用轧制钛合金盘卷轧辊的方法,其特征在于:步骤1中作为主轴的55cr中碳合金锻钢轧辊,超声波检测到达jb/t5000.15-2007,一级检测标准。
3.根据权利要求1所述的一种循环利用轧制钛合金盘卷轧辊的方法,其特征在于:步骤2中双传动端设置具体为:作为主轴的55cr中碳合金锻钢轧辊两端为与轧机相适配的传动端和非传动端,传动端和非传动端尺寸不同,设置一个与外径与传动端相同,内径与非传动端外径相适配的梅花托环,非传动端外套上梅花托环后尺寸与传动端一致。
4.根据权利要求1所述的一种循环利用轧制钛合金盘卷轧辊的方法,其特征在于:步骤3耐磨焊材化学成分及其重量百分含量为:c0.18-0.22%,mn1-1.6%,si0.2-0.35,p≤0.03%,s≤0.03%,cr0.3-0.5%,mo0.25-0.5%,ni≤0.7%,bo<0.03%,其余为不可避免的杂质。
5.根据权利要求1所述的一种循环利用轧制钛合金盘卷轧辊的方法,其特征在于:步骤4中,钝化后的钝化层厚度超过2mm。
6.根据权利要求1所述的一种循环利用轧制钛合金盘卷轧辊的方法,其特征在于:步骤5和步骤8中,二次轧制孔型中各孔尺寸和深度均大于一次轧制孔型中各孔尺寸和深度。
7.根据权利要求3所述的一种循环利用轧制钛合金盘卷轧辊的方法,其特征在于:步骤7具体包括:
8.根据权利要求6所述的一种循环利用轧制钛合金盘卷轧辊的方法,其特征在于:步骤8具体包括: