15.5%,Ni 9.5%,Mo 1.9%,Nb 3.5%，余量为Fe ;其粉末的粒度为120?325目；将按上述比例配制好的合金粉末放入三维混粉器中，混合3小时；将探伤后的拉矫辊固定在大功率半导体激光熔覆加工数控机床上，利用卡盘带动拉矫辊旋转，采用大功率半导体激光器熔覆扫描，设定激光器熔覆工艺参数，对待修复的拉矫辊表面采用重力送粉方法对辊颈和辊身进行激光熔覆，激光器功率P = 1800W、矩形光斑2X 10mm、送粉速度为170g/min、搭接率50%、扫描速度V = 350mm/min，将合金粉末在拉矫棍表面恪覆3层，合金恪覆层厚度达到4mm ;对已完成熔覆过程的拉矫辊进行组装，为实现快速安装，根据拉矫辊辊颈的大小制造一种45钢材质金属套环，采用焊接方式将辊颈与带有熔覆层辊身结合组装，再按照图纸及有关技术要求对激光熔覆后的拉矫辊进行机械加工，达到图纸要求的尺寸和精度，并使得轴颈和辊身满足同轴度要求；对加工后的拉矫辊进行表面着色探伤，检测是否有影响拉矫辊机械性能的缺陷，保证拉矫辊的尺寸、形状、精度及表面质量均达到合格标准。
[0025]实施例4
[0026]对拉矫辊进行拆卸，用氧气切割机将辊颈与辊身切割分离，使用加长杆圆头锥形硬质合金钻头对辊身内冷却管路中的水垢进行打磨、清理；检测辊身尺寸，确定拉矫辊表面磨损部位及其磨损量，根据检测结果，去除拉矫辊表面疲劳层和裂纹；对待修复拉矫辊辊面使用无水乙醇和丙酮反复清洗，除掉待熔覆部位的油污和锈蚀，并进行干燥处理；对车削后的辊面和辊颈采用磁粉探伤和超声波探伤，检查是否存在裂纹等缺陷；配制金属陶瓷合金粉末，所述金属陶瓷合金粉末各成分的质量百分比为:C 0.2%, Si 1% ,Cr 16.5%, Ni10%, Mo 1.6%, Nb 4%，余量为Fe ;其粉末的粒度为120?325目；将按上述比例配制好的合金粉末放入三维混粉器中，混合2小时；将探伤后的拉矫辊固定在大功率半导体激光熔覆加工数控机床上，利用卡盘带动拉矫辊旋转，采用大功率半导体激光器熔覆扫描，设定激光器熔覆工艺参数，对待修复的拉矫辊表面采用重力送粉方法对辊颈和辊身进行激光熔覆，激光器功率P = 1800W、矩形光斑2 X 10mm、送粉速度为180g/min、搭接率50%、扫描速度V = 400mm/min，将合金粉末在拉矫棍表面恪覆2层，合金恪覆层厚度达到3mm ;对已完成熔覆过程的拉矫辊进行组装，为实现快速安装，根据拉矫辊辊颈的大小制造一种45钢材质金属套环，采用焊接方式将辊颈与带有熔覆层辊身结合组装，再按照图纸及有关技术要求对激光熔覆后的拉矫辊进行机械加工，达到图纸要求的尺寸和精度，并使得轴颈和辊身满足同轴度要求；对加工后的拉矫辊进行表面着色探伤，检测是否有影响拉矫辊机械性能的缺陷，保证拉矫辊的尺寸、形状、精度及表面质量均达到合格标准。
[0027]实施例5
[0028]对拉矫辊进行拆卸，用氧气切割机将辊颈与辊身切割分离，使用加长杆圆头锥形硬质合金钻头对辊身内冷却管路中的水垢进行打磨、清理；检测辊身尺寸，确定拉矫辊表面磨损部位及其磨损量，根据检测结果，去除拉矫辊表面疲劳层和裂纹；对待修复拉矫辊辊面使用无水乙醇和丙酮反复清洗，除掉待熔覆部位的油污和锈蚀，并进行干燥处理；对车削后的辊面和辊颈采用磁粉探伤和超声波探伤，检查是否存在裂纹等缺陷；配制金属陶瓷合金粉末，所述金属陶瓷合金粉末各成分的质量百分比为:c 0.25%, Si 0.9% ,Cr 16%, Ni10.5%, Mol.8%, Nb 4.5%，余量为Fe ;其粉末的粒度为120?325目；将按上述比例配制好的合金粉末放入三维混粉器中，混合2小时；将探伤后的拉矫辊固定在大功率半导体激光熔覆加工数控机床上，利用卡盘带动拉矫辊旋转，采用大功率半导体激光器熔覆扫描，设定激光器熔覆工艺参数，对待修复的拉矫辊表面采用重力送粉方法对辊颈和辊身进行激光熔覆，激光器功率P = 2500W、矩形光斑2X 10mm、送粉速度为180g/min、搭接率50%、扫描速度V = 450mm/min，将合金粉末在拉矫棍表面恪覆2层，合金恪覆层厚度达到3mm ;对已完成熔覆过程的拉矫辊进行组装，为实现快速安装，根据拉矫辊辊颈的大小制造一种45钢材质金属套环，采用焊接方式将辊颈与带有熔覆层辊身结合组装，再按照图纸及有关技术要求对激光熔覆后的拉矫辊进行机械加工，达到图纸要求的尺寸和精度，并使得轴颈和辊身满足同轴度要求；对加工后的拉矫辊进行表面着色探伤，检测是否有影响拉矫辊机械性能的缺陷，保证拉矫辊的尺寸、形状、精度及表面质量均达到合格标准。
[0029]实施例6
[0030]对拉矫辊进行拆卸，用氧气切割机将辊颈与辊身切割分离，使用加长杆圆头锥形硬质合金钻头对辊身内冷却管路中的水垢进行打磨、清理；检测辊身尺寸，确定拉矫辊表面磨损部位及其磨损量，根据检测结果，去除拉矫辊表面疲劳层和裂纹；对待修复拉矫辊辊面使用无水乙醇和丙酮反复清洗，除掉待熔覆部位的油污和锈蚀，并进行干燥处理；对车削后的辊面和辊颈采用磁粉探伤和超声波探伤，检查是否存在裂纹等缺陷；配制金属陶瓷合金粉末，所述金属陶瓷合金粉末各成分的质量百分比为:c 0.15%, Si 0.85% ,Cr 15.5%,Ni 9.5%,Mo 1.9%,Nb 3.5%，余量为Fe ;其粉末的粒度为120?325目；将按上述比例配制好的合金粉末放入三维混粉器中，混合3小时；将探伤后的拉矫辊固定在大功率半导体激光熔覆加工数控机床上，利用卡盘带动拉矫辊旋转，采用大功率半导体激光器熔覆扫描，设定激光器熔覆工艺参数，对待修复的拉矫辊表面采用重力送粉方法对辊颈和辊身进行激光熔覆，激光器功率P = 1800W、矩形光斑2X 10mm、送粉速度为170g/min、搭接率50%、扫描速度V = 550mm/min，将合金粉末在拉矫棍表面恪覆3层，合金恪覆层厚度达到4mm ;对已完成熔覆过程的拉矫辊进行组装，为实现快速安装，根据拉矫辊辊颈的大小制造一种45钢材质金属套环，采用焊接方式将辊颈与带有熔覆层辊身结合组装，再按照图纸及有关技术要求对激光熔覆后的拉矫辊进行机械加工，达到图纸要求的尺寸和精度，并使得轴颈和辊身满足同轴度要求；对加工后的拉矫辊进行表面着色探伤，检测是否有影响拉矫辊机械性能的缺陷，保证拉矫辊的尺寸、形状、精度及表面质量均达到合格标准。
【主权项】
1.一种拉矫辊的快速再制造方法，其特征是:它包括以下步骤: (1)对拉矫辊进行拆卸，用氧气切割机将辊颈与辊身切割分离，使用加长杆圆头锥形硬质合金钻头对辊身内冷却管路中的水垢进行打磨、清理；检测辊身尺寸，确定拉矫辊表面磨损部位及其磨损量，根据检测结果，去除拉矫辊表面疲劳层和裂纹；对待修复拉矫辊辊面使用无水乙醇和丙酮反复清洗，除掉待熔覆部位的油污和锈蚀，并进行干燥处理； (2)对车削后的辊面和辊颈采用磁粉探伤和超声波探伤，检查是否存在裂纹等缺陷； (3)配制金属陶瓷合金粉末，所述金属陶瓷合金粉末各成分的质量百分比为:C0.1?.0.3%, Si 0.8 ?1.1%, Cr 15 ?17%，Ni 9 ?12%，Mo 1.5 ?1.9%，Nb 3 ?5%，余量为Fe ;其粉末的粒度为120?325目； (4)将按上述比例配制好的合金粉末放入三维混粉器中，混合2?3小时； (5)将探伤后的拉矫辊固定在大功率半导体激光熔覆加工数控机床上，利用卡盘带动拉矫辊旋转，采用大功率半导体激光器熔覆扫描，设定激光器熔覆工艺参数，对待修复的拉矫辊表面采用重力送粉方法对辊颈和辊身进行激光熔覆，激光器功率P = 1500?3500W、矩形光斑2X 10mm、送粉速度为150?200g/min、搭接率50%、扫描速度V = 250?700mm/min，将合金粉末在拉矫棍表面恪覆2?3层，合金恪覆层厚度达到3?4mm ； (6)对已完成熔覆过程的拉矫辊进行组装，为实现快速安装，根据拉矫辊辊颈的大小制造一种45钢材质金属套环，采用焊接方式将辊颈与辊身结合组装，完成拉矫辊的组装； (7)按照图纸及有关技术要求对激光熔覆后的拉矫辊进行机械加工，达到图纸要求的尺寸和精度，并使得轴颈和辊身满足同轴度要求； (8)对加工后的拉矫辊进行表面着色探伤，检测是否有影响拉矫辊机械性能的缺陷，保证拉矫辊的尺寸、形状、精度及表面质量均达到合格标准。
【专利摘要】一种拉矫辊的快速再制造方法，首先切割分离辊颈与辊身，彻底清除辊身内冷却管路中的水垢，检测拉矫辊磨损尺寸，然后去除拉矫辊表面疲劳层和裂纹；配制合金粉末，采用三维混粉器混合合金粉末；采用重力送粉方法，通过大功率半导体激光器扫描固定在数控加工机床上的拉矫辊，将合金粉末熔覆在拉矫辊表面；对熔覆后的拉矫辊与辊颈借助金属套环完成焊接，完成辊身与辊颈的快速组装，并对拉矫辊表面进行机械加工，获得尺寸、形状及精度均达到要求的拉矫辊。本发明工艺简单、可控性强、节能环保、成本低，实现了磨损后拉矫辊的再制造及水垢的彻底清理，再制造后的拉矫辊性能好，使用寿命长。
【IPC分类】C23C24/10, C22C38/48
【公开号】CN104975288
【申请号】CN201510338489
【发明人】付宇明, 于海国, 郑丽娟, 尤宏
【申请人】燕山大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月17日