軋機(jī)支撐輥輥面裂紋的修復(fù)方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種軋機(jī)支撐輥輥面裂紋的修復(fù)方法，包括：（a）裂紋預(yù)處理；（b）修復(fù)利用鎳基合金粉末通過激光器對(duì)待修復(fù)部位進(jìn)行熔覆；進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理；其中鎳基合金粉末的化學(xué)組分及組分的質(zhì)量百分比如下：C：0.5%；Cr：18-20%；Mo：2-3%；Mn：0.5-1%；Si：2-3%；Fe：3.5-4.5%；W：1.5-3%；Co：1.5-2%；CeO：2-3%；Ni：余量；矩形光斑進(jìn)行疊層熔覆；（c）后處理。本發(fā)明采用激光熔覆技術(shù)進(jìn)行輥面裂紋修復(fù)，不需要預(yù)熱就可以修復(fù)輥面裂紋，而且后續(xù)磨量小，不產(chǎn)生冶金裂紋，硬度可達(dá)到新輥使用要求（HRC60以上）。
【專利說明】軋機(jī)支撐輥輥面裂紋的修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械器材表面修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種軋機(jī)支撐輥輥面裂紋的修
復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]激光熔覆技術(shù)是一種涉及光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)、材料、物理、化學(xué)等多門學(xué)科的跨學(xué)科高新技術(shù)。它由上個(gè)世紀(jì)60年代提出，并于1976年誕生了第一項(xiàng)論述高能激光熔覆的專利。進(jìn)入80年代，激光熔覆技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，結(jié)合CAD技術(shù)興起的快速原型加工技術(shù)，為激光熔覆技術(shù)又添了新的活力。
[0003]激光熔敷技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用面臨的主要問題是:①激光熔覆技術(shù)在國內(nèi)尚未完全實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主要原因是熔覆層質(zhì)量的不穩(wěn)定性。激光熔覆過程中，加熱和冷卻的速度極快，最高速度可達(dá)1012°C /s.由于熔覆層和基體材料的溫度梯度和熱膨脹系數(shù)的差異，可能在熔覆層中產(chǎn)生多種缺陷，主要包括氣孔、裂紋、變形和表面不平度。②激光熔敷過程的檢測(cè)和實(shí)施自動(dòng)化控制。③激光熔覆層的開裂敏感性，仍然是困擾國內(nèi)外研究者的一個(gè)難題，也是工程應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化的障礙，雖然已經(jīng)對(duì)裂紋的形成擴(kuò)進(jìn)行了研究，但控制方法方面還不成熟。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?00810124711.4，申請(qǐng)日2008.09.01的專利文件中記載了一種爐卷軋
機(jī)支撐輥輥面的修復(fù)方法及其專用修復(fù)粉末，該修復(fù)方法中需要進(jìn)行保溫20-28小時(shí)，然后逐步降至室溫。由于需要進(jìn)行保溫，所以很容易導(dǎo)致表面二次開裂，達(dá)不到修復(fù)的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出一種軋機(jī)支撐輥輥面裂紋的修復(fù)方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中修復(fù)效果不好、易于二次開裂的問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種軋機(jī)支撐輥輥面裂紋的修復(fù)方法，包括:
[0008](a)裂紋預(yù)處理
[0009]清除輥面裂紋缺陷區(qū)域；
[0010]探傷:確認(rèn)是否有氫脆、置裂或內(nèi)裂傾向；
[0011](b)修復(fù)
[0012]利用鎳基合金粉末通過激光器對(duì)待修復(fù)部位進(jìn)行熔覆；進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，去除輥面殘余應(yīng)力或拉應(yīng)力；調(diào)速范圍(r/min) =1000-8000 ；
[0013]其中鎳基合金粉末的化學(xué)組分及組分的質(zhì)量百分比如下:
[0014]C:0.5% ；Cr: 18-20% ；Mo:2~3% ；Mn:0.5-1% ；Si:2-3% ；Fe:3.5-4.5% ；
[0015]W:1.5-3% ；Co:1.5-2% ；CeO:2~3% ；N1:余量；
[0016] 熔覆:輸出功率1500-2800W，單道熔覆厚度0.5_10mm，熔化溫度1200-1300
[0017]V ;矩形光斑進(jìn)行疊層熔覆；[0018](C)后處理
[0019]將經(jīng)過步驟(b)處理后的輥面進(jìn)行磨加工，即得。
[0020]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述鎳基合金粉末的顆粒度為:-150/+300。
[0021]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述單道熔覆厚度控制在0.5_2mm。
[0022]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述鎳基合金粉末的送粉方式為同步送粉法(氣載旁
[0023]軸送粉)或預(yù)置送粉法。
[0024]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述矩形光斑的大小為IX6mm或IX 10mm。
[0025]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述振動(dòng)時(shí)效處理的頻率200Hz。
[0026]有益效果
[0027](1)本發(fā)明采用激光熔覆技術(shù)進(jìn)行輥面裂紋修復(fù)，不需要預(yù)熱就可以修復(fù)輥面裂紋，而且后續(xù)磨量小，不產(chǎn)生冶金裂紋，硬度可達(dá)到新輥使用要求(HRC60以上)。
[0028](2)鎳基合金加入1.5-2%鈷元素能降低熔覆層開裂敏感性；加入2-3%Ce0元素提高熔覆層的韌性及抑制熱裂紋的產(chǎn)生。本發(fā)明采用矩形光斑，相較于普通熔覆光斑，激光寬帶熔覆利用光束整形技術(shù)獲得矩形光斑，改進(jìn)激光圓形光斑高能量分布不均勻性。矩形光斑熔覆區(qū)域?qū)捛覝p少搭接量，避免相鄰掃描帶的結(jié)合處出現(xiàn)二次加熱，從而增加熔覆質(zhì)量。激振器引起共振，使用頻率200Hz低頻振動(dòng)，激發(fā)分子活動(dòng)，將金屬內(nèi)晶界發(fā)生位移，使熔覆層內(nèi)部的應(yīng)力釋放直至消除。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施方案或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方案或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方案，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1本發(fā)明實(shí)施例1的工藝流程圖。
[0031]圖中:
[0032]1-激光器,2-氣載旁軸自動(dòng)送粉器,3-光束整形系統(tǒng),4-質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng),5-粉末噴嘴，6-數(shù)字?jǐn)z像頭，7-熔覆層，8-基體。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0034]本發(fā)明提及了一種軋機(jī)支撐輥輥面裂紋的修復(fù)方法，該修復(fù)方法在激光熔覆后不需要二次保溫，不會(huì)導(dǎo)致二次開裂。且本發(fā)明中的鎳基合金粉末加入1.5-2%鈷元素能降低熔覆層開裂敏感性；加入2-3%Ce0元素提高熔覆層的韌性及抑制熱裂紋的產(chǎn)生，能夠更好的修復(fù)裂紋。下面詳述過程。
[0035]實(shí)施例1
[0036]一種軋機(jī)支撐輥輥面裂紋的修復(fù)方法(參見圖1所示)，包括:[0037](a)裂紋預(yù)處理
[0038]清除輥面裂紋缺陷區(qū)域；
[0039]采用磁粉探傷、X射線探傷、熒光探傷或者顯示探傷法對(duì)去除裂紋缺陷處進(jìn)行探傷。確認(rèn)是否有氫脆、置裂或內(nèi)裂傾向。
[0040](b)修復(fù)
[0041]利用鎳基合金粉末通過激光器對(duì)待修復(fù)部位進(jìn)行熔覆，設(shè)備:3000W高功率全固態(tài)激光器。熔覆時(shí)注意熔覆層均勻、連續(xù)、無裂紋、氣孔等冶金缺陷。
[0042]進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，設(shè)備:自動(dòng)激振時(shí)效器。激振器引起共振，使用頻率200Hz低頻振動(dòng)，激發(fā)分子活動(dòng)，將金屬內(nèi)晶界發(fā)生位移，使熔覆層內(nèi)部的應(yīng)力釋放直至消除。調(diào)速范圍(r/min): 1000-8000?
[0043]送粉方式為氣載旁軸送粉。
[0044]使用的鎳基合金粉末的化學(xué)組分及組分的質(zhì)量百分比如下:(鎳基合金粉末的顆粒度為:-150/+300)
[0045]C:0.5% ；Cr:18% ；Mo:3% ；Mn:1% ；S1:2% ；Fe:3.5% ；ff:1.5% ；
[0046]Co:1.5% ;CeO:3% ;N1:余量； [0047]熔覆:輸出功率2800W，單道熔覆厚度0.5_lmm，熔化溫度1200-1300°C ；
[0048]矩形光斑(IX 6mm)進(jìn)行疊層熔覆。
[0049](C)后處理
[0050]將經(jīng)過步驟(b)處理后的輥面進(jìn)行磨加工，確認(rèn)激光熔覆后輥面無任何缺陷。經(jīng)上述工藝處理可以將輥面裂紋恢復(fù)如新。
[0051]實(shí)施例2
[0052]一種軋機(jī)支撐輥輥面裂紋的修復(fù)方法，包括:
[0053](a)裂紋預(yù)處理
[0054]清除輥面裂紋缺陷區(qū)域；
[0055]采用磁粉探傷、X射線探傷、熒光探傷或者顯示探傷法對(duì)去除裂紋缺陷處進(jìn)行探傷。確認(rèn)是否有氫脆、置裂或內(nèi)裂傾向。
[0056](b)修復(fù)
[0057]利用鎳基合金粉末通過激光器對(duì)待修復(fù)部位進(jìn)行熔覆，設(shè)備:3000W高功率全固態(tài)激光器。熔覆時(shí)注意熔覆層均勻、連續(xù)、無裂紋、氣孔等冶金缺陷。
[0058]進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，設(shè)備:自動(dòng)激振時(shí)效器。激振器引起共振，使用頻率200Hz低頻振動(dòng)，激發(fā)分子活動(dòng)，將金屬內(nèi)晶界發(fā)生位移，使熔覆層內(nèi)部的應(yīng)力釋放直至消除。調(diào)速范圍(r/min): 1000-8000?
[0059]送粉方式為預(yù)置送粉法。
[0060]使用的鎳基合金粉末的化學(xué)組分及組分的質(zhì)量百分比如下:(鎳基合金粉末的顆粒度為:-150/+300)
[0061]C:0.5% ；Cr:20% ；Mo:2% ；Mn:0.5% ；S1:3% ；Fe:4.5% ；ff:3% ；
[0062]Co:2% ；CeO:2% ；N1:余量；
[0063]熔覆:輸出功率1500W，單道熔覆厚度2-10mm，熔化溫度1200-1300°C ；
[0064]矩形光斑(I X 10mm)進(jìn)行疊層熔覆。[0065](C)后處理
[0066]將經(jīng)過步驟(b)處理后的輥面進(jìn)行磨加工，確認(rèn)激光熔覆后輥面無任何缺陷。經(jīng)上述工藝處理可以將輥面裂紋恢復(fù)如新。
[0067]本發(fā)明采用激光熔覆技術(shù)進(jìn)行輥面裂紋修復(fù)，不需要預(yù)熱就可以修復(fù)輥面裂紋，而且后續(xù)磨量小，不產(chǎn)生冶金裂紋，硬度可達(dá)到新輥使用要求(HRC60以上)。
[0068] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種軋機(jī)支撐輥輥面裂紋的修復(fù)方法，包括: (a)裂紋預(yù)處理 清除輥面裂紋缺陷區(qū)域； 探傷:確認(rèn)是否有氫脆、置裂或內(nèi)裂傾向； (b)修復(fù) 利用鎳基合金粉末通過激光器對(duì)待修復(fù)部位進(jìn)行熔覆；進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，去除輥面殘余應(yīng)力或拉應(yīng)力；調(diào)速范圍(r/min) =1000-8000 ； 其中鎳基合金粉末的化學(xué)組分及組分的質(zhì)量百分比如下:
C:0.5% ；Cr:18-20% ；Mo:2-3% ；Mn:0.5-1% ；Si:2-3% ；Fe:3.5-4.5% ；
W:1.5-3% ；Co:1.5-2% ；CeO:2-3% ；N1:余量； 熔覆:輸出功率1500-2800W，單道熔覆厚度0.5-10mm，熔化溫度1200-1300°C ;矩形光斑進(jìn)行疊層熔覆； (C)后處理 將經(jīng)過步驟(b)處理后 的輥面進(jìn)行磨加工，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軋機(jī)支撐輥輥面裂紋的修復(fù)方法，其特征在于，所述鎳基合金粉末的顆粒度為:-150/+300。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軋機(jī)支撐輥輥面裂紋的修復(fù)方法，其特征在于，所述單道熔覆厚度控制在0.5-2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軋機(jī)支撐輥輥面裂紋的修復(fù)方法，其特征在于，所述鎳基合金粉末的送粉方式為同步送粉法或預(yù)置送粉法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軋機(jī)支撐輥輥面裂紋的修復(fù)方法，其特征在于，所述矩形光斑的大小為I X 6mm或I X 10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軋機(jī)支撐輥輥面裂紋的修復(fù)方法，其特征在于，所述振動(dòng)時(shí)效處理的頻率200Hz。
【文檔編號(hào)】C22C19/05GK103898518SQ201410111237
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】謝長國 申請(qǐng)人:杭州大冶激光科技有限公司