本發(fā)明涉及一種軋輥表面處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及森吉米爾軋機(jī)二中間輥堆焊修復(fù)再造用藥芯焊絲及其制造方法。
背景技術(shù)：
我國是鋼鐵生產(chǎn)和消費(fèi)大國，其中軋材占85％--90％左右。軋輥是使(軋材)金屬產(chǎn)生塑性變形的工具，是軋鋼企業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵備件，價(jià)格昂貴，其性能直接影響企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)成本。隨著投入使用時(shí)間的延長，磨損在所難免。而磨損改變了軋輥的初始輥形，惡化了輥面質(zhì)量，這樣給產(chǎn)品的質(zhì)量控制帶來了很大的困難。
隨著國內(nèi)冷軋帶鋼市場的需求，冷軋帶鋼往高端發(fā)展，由原先厚度0.350mm發(fā)展到0.05mm，再由0.05mm發(fā)展到0.0185mm。隨著國內(nèi)金屬包裝行業(yè)和電子行業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)品要求等級(jí)更高，厚度越來越薄，現(xiàn)在最小厚度發(fā)展到0.05mm。這樣一來，傳統(tǒng)的軋機(jī)就滿足不了工藝和質(zhì)量要求，就必須采用國際上慣用的森吉米爾軋機(jī)。
森吉米爾軋機(jī)軋輥采用V型排布，使軋輥均勻分布在軋機(jī)牌坊內(nèi)。支撐輥和工作輥較傳統(tǒng)軋機(jī)直徑大幅度減小，在同樣軋制力情況下，可以軋制出傳統(tǒng)軋機(jī)生產(chǎn)不出來的厚度和精度。因?yàn)樯谞栜垯C(jī)軋輥的直徑小，要求軋輥材質(zhì)質(zhì)量高，硬度高，整體淬火。在軋制過程中，本身對軋輥的消耗量就偏大，如遇到斷代、粘帶的情況，軋輥損傷嚴(yán)重，導(dǎo)致軋輥無法再進(jìn)行使用。
由于森吉米爾軋機(jī)軋輥材質(zhì)合金成分較高，軋輥的價(jià)位高于普通軋輥的2-3倍。由于軋輥使用過程中噸消耗量偏大，為降低生產(chǎn)成本，本公司專門研發(fā)了用于修復(fù)再造此類軋輥的藥芯焊絲。經(jīng)堆焊修復(fù)使用，完全可以滿足修復(fù)森吉米爾軋機(jī)軋輥的使用要求，達(dá)到甚至可以超過新輥的軋制量，同時(shí)可節(jié)約30-40％成本。藥芯焊絲的制造是綠色環(huán)保節(jié)能的，符合國家綠色環(huán)保的政策，值得推廣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供一種森吉米爾軋機(jī)二中間輥堆焊修復(fù)再造用藥芯焊絲及其制造方法。該發(fā)明可以堆焊修復(fù)再造3-5次，修復(fù)軋輥的使用壽命接近甚至超過新軋輥的使用壽命，修復(fù)再造成本僅為新軋輥的30-40％。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種森吉米爾軋機(jī)二中間輥堆焊修復(fù)再造用藥芯焊絲，所述藥芯焊絲包括打底層藥芯焊絲和工作層藥芯焊絲，所述打底層藥芯焊絲堆焊到基體表面而成，打底層藥芯焊絲有如下重量百分比的組分：C 0.06-0.08，Si 0.5-0.6，P/s 0.02-0.03，Mn 1.2-1.6，Cr 12-13.5，其它合金元素Mo+Ni+V 5-7.0，余量為Fe；打底層硬度HRC 54-56。所述工作層藥芯焊絲堆焊到打底層表面而成，工作層藥芯焊絲有如下重量百分比的組分：C 0.2-0.25，Si 0.5-0.6，P/s 0.02-0.03，Mn 1.8-2.0，Cr 11-12.5，其它合金元素Mo+Ni+V+W+Ti 4.0-5.0，余量為Fe；工作層硬度HRC 52-54。
一種森吉米爾軋機(jī)二中間輥堆焊修復(fù)再造用用藥芯焊絲的制造方法，包括如下步驟：
步驟1：原料準(zhǔn)備
(1)帶鋼的選擇，化學(xué)成分及力學(xué)性能
(2)帶鋼的厚度和縱剪技術(shù)要求
適用標(biāo)準(zhǔn)
鋼帶公稱厚度為0.30-0.50mm，公稱寬度為900-1250mm藥芯焊絲專用冷軋鋼帶。
引用標(biāo)準(zhǔn)
Q/HYAQ01 冷連軋薄鋼板及鋼帶
Q/HYAQ04 平整商品卷
Q/HYAQ10 鋼板及鋼帶的包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明
尺寸、外形、重量及允許偏差
▲厚度允許偏差應(yīng)符合表1的規(guī)定
表1
▲鋼帶的其他尺寸允許偏差、外形要求符合Q/HYAQ01或Q/HYAQ04標(biāo)準(zhǔn)。
成品鋼卷重量：
平整卷重量：6.0～10.0噸 目標(biāo)卷重：8.0～10噸
冷軋卷重量：3.5～5.0噸 目標(biāo)卷重：4.0～5.0噸
交貨狀態(tài)
鋼帶經(jīng)熱處理(退火)、平整后交貨，表面涂防銹油。
表面質(zhì)量
▲鋼帶表面不得有結(jié)疤、裂紋、夾雜、折疊和其它對使用有害的缺陷，鋼不得有分層。
▲鋼帶表面允許有≤1/2厚度公差的輕微麻點(diǎn)、輕微劃痕，允許有局部的氧化色。
反面允許有≤1/2厚度公差的小氣泡和軋輥壓痕，但應(yīng)保證最小厚度。
▲鋼帶在連續(xù)生產(chǎn)的過程中，因?qū)植康谋砻嫒毕莶灰装l(fā)現(xiàn)并難以去除，因此，鋼帶允許帶缺陷交貨，但有缺陷的部分不得超過每卷總長度的8％。
▲鋼帶的表面結(jié)構(gòu)
粗糙度：Ra＝0.50∽1.3υm,目標(biāo)值：Ra＝0.70∽1.0υm
檢測規(guī)則和試驗(yàn)方法
鋼帶的檢測規(guī)則和試驗(yàn)方法應(yīng)符合Q/HYAQ01和Q/HYAQ04標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明書
鋼帶的包裝、標(biāo)志、及質(zhì)量證明書應(yīng)符合Q/HYAQ10標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
(3)帶鋼的清洗；清洗水溫度控制在40～60℃，經(jīng)常清洗水面污物。漂洗水溫度控股在70～80℃，經(jīng)常清理污物。初次換水清洗液配制3～5﹪，水溫控制在40～60℃，根據(jù)清洗的清洗效果，可采用補(bǔ)清洗劑或全部更換清洗液，全部更換清洗液時(shí)應(yīng)把洗滌槽沖洗干凈。清洗后的鋼帶無可見的油污，并保持烘干后的焊帶清潔，干燥。鋼帶清洗速度以及鋼帶表面干燥、無水為準(zhǔn)。
步驟2：藥粉準(zhǔn)備
(1)根據(jù)藥芯焊絲生產(chǎn)的工藝技術(shù)要求，確定所需藥粉的成分和控制范圍微碳鉻鐵(參照GB/T5683-1987)
鎢鐵粉(參照GB/T3648--1996)
鉬鐵(參照GB/T3649--1987)
釩鐵(參照GB/T4139--2004)
鎳粉(參照GB/T2085--1989)
還原鐵粉(參照GB/T4136--1994)
螢石
(2)藥粉顆粒度供貨要求：
過60目 100％
步驟3：藥粉的烘培
鐵合金藥粉烘烤溫度：130℃×4h―6h
礦物粉烘烤溫度：500℃×4h―6h
將烘培好的藥粉進(jìn)行攪拌，時(shí)間為40～60分鐘
步驟4：焊絲的軋制
(1)將配制好的藥粉與縱剪清洗好的帶鋼通過成型機(jī)，通過軋制，制造成所需規(guī)格的藥芯焊絲；填充率：33-35％
(2)將成品焊絲進(jìn)行貼簽包裝，
(3)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
使用試驗(yàn)要求：
以報(bào)廢的森吉米爾(20輥)軋機(jī)二中間輥(材質(zhì)5Cr5WNiMoV)為基體進(jìn)行堆焊試驗(yàn)
(1)工藝參數(shù)：
焊道要平滑，無氣孔、夾渣、缺肉、熱裂、冷裂等缺陷；層間溫度保持200-250℃；
單層厚度3.5-4.5mm，工作層厚度根據(jù)圖紙工作層厚度確定；
(2)預(yù)熱預(yù)熱溫度250℃，火焰加熱，升溫1小時(shí)。
(3)最終熱處理
最終熱處理溫度參數(shù)：
溫度500℃、升溫速度40℃/h，保溫時(shí)間按輥徑mm/60來計(jì)算保溫時(shí)間，采用軸流風(fēng)機(jī)內(nèi)循環(huán)保持溫度均勻，當(dāng)降溫到小于100℃時(shí)方可開爐門；
(4)檢驗(yàn)
按軋輥標(biāo)準(zhǔn)做硬度實(shí)驗(yàn)HRC53-55；按軋輥標(biāo)準(zhǔn)做超聲波探傷。
本發(fā)明的有益效果是：該發(fā)明的藥芯焊絲堆焊修復(fù)再造層性價(jià)比高，具有優(yōu)異的基體結(jié)合強(qiáng)度、抗高溫耐磨性和耐腐蝕性，堆焊修復(fù)再造軋輥完全達(dá)到新軋輥的使用性能，并且可以堆焊修復(fù)再造3-5次，所述軋輥的使用壽命接近甚至超過新軋輥的使用壽命，修復(fù)再造成本僅為新軋輥的30-40％。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
在本實(shí)施例中，以報(bào)廢的森吉米爾(20輥)軋機(jī)二中間輥為基體，在基體表面堆焊修復(fù)再造層，該修復(fù)再造層從基體表面往外依次由打底層和工作層組成，直徑173mm森吉米爾(20輥)軋機(jī)二中間輥堆焊修復(fù)再造工藝如下：
步驟1：軋輥準(zhǔn)備
(1)軋輥疲勞層的車削，軋輥在車床單邊最小車削5mm,局部有缺陷的地方車削干凈。
(2)車削部分碎屑，做C、S、P、Mn、Cr、Ni、Mo、V化學(xué)成分檢測。
(3)輥面用超聲波做探傷實(shí)驗(yàn)。
步驟2：藥芯焊絲的準(zhǔn)備
(1)打底層藥芯焊絲的準(zhǔn)備，根據(jù)軋輥合金元素成分，配制打底層藥芯焊絲的成分，所述打底層焊絲含有如下重量百分比的組分：C 0.07，Si 0.5，P/s 0.02，M 1.2，Cr 12.5，其它合金元素Mo+Ni+V 5.6，余量為Fe；打底層結(jié)合硬度HRC 55。
(2)工作層藥芯焊絲的準(zhǔn)備，根據(jù)打底層合金元素成分，配制工作層藥芯焊絲成分，所述工作層藥芯焊絲含有如下重量百分比的組分：C 0.2，Si 0.5，P/s 0.02，M 1.8，Cr 12，其它合金元素Mo+Ni+V 4.5，余量為Fe；工作層硬度HRC 53。
(3)藥芯焊絲配合實(shí)驗(yàn)，要求脫渣干凈，不燒損元素、不增硅。
步驟3：軋輥預(yù)熱
預(yù)熱溫度250℃，火焰加熱，升溫1小時(shí)。
步驟4：焊前準(zhǔn)備
(1)藥芯焊絲烘干，加溫200℃，保溫2小時(shí)。
(2)調(diào)整轉(zhuǎn)速，500mm/分鐘。調(diào)整機(jī)頭位置，焊絲伸干量20-30mm。
步驟5：焊接要求
(1)工藝參數(shù)：
(2)焊道要平滑，無氣孔、夾渣、缺肉、熱裂、冷裂的缺陷。
(3)層間溫度保持200-250℃。
(4)單層厚度3mm，工作層厚度根據(jù)圖紙工作層厚度確定。
步驟6：最終熱處理
最終熱處理溫度參數(shù)：溫度500℃、升溫速度100℃/h，升溫5h,保溫時(shí)間按輥徑mm/60來計(jì)算保溫時(shí)間，保溫時(shí)間2h,降溫速度不大于20℃/h，采用軸流風(fēng)機(jī)內(nèi)循環(huán)保持溫度均勻，當(dāng)降溫到小于100℃時(shí)方可開爐門。
步驟7：機(jī)加
(1)、按圖紙要求車削軋輥，輥面直徑大于標(biāo)準(zhǔn)值0.5mm。
(2)、用磨床磨到標(biāo)準(zhǔn)值及光潔度。
步驟8：檢驗(yàn)
(1)按軋輥標(biāo)準(zhǔn)做硬度實(shí)驗(yàn)53-55HRC。
(2)按軋輥標(biāo)準(zhǔn)做超聲波探傷實(shí)驗(yàn)。
步驟9：包裝
(1)、清除軋輥銹跡，拋光、涂油。
(2)、用塑料布包輥面，用木托支撐輥面并包裝帶包牢。
(3)、產(chǎn)品質(zhì)保書。
實(shí)施例2
在本實(shí)施例中，以報(bào)廢的森吉米爾(20輥)軋機(jī)二中間輥輥徑173mm為基體，在基體表面堆焊修復(fù)再造層，該修復(fù)再造層從基體表面往外依次由打底層和工作層組成，直徑173mm森吉米爾(20輥)軋機(jī)二中間輥堆焊修復(fù)再造工藝如下：
步驟1：軋輥準(zhǔn)備
(1)軋輥疲勞層的車削，軋輥在車床單邊最小車削5mm,局部有缺陷的地方車削干凈。
(2)車削部分碎屑，做C、S、P、Mn、Cr、Ni、Mo、V化學(xué)成分檢測。
(3)輥面用超聲波做探傷實(shí)驗(yàn)。
步驟2：焊材準(zhǔn)備
(1)打底層藥芯焊絲的準(zhǔn)備，根據(jù)軋輥合金元素成分，配制打底層藥芯焊絲的成分，所述打底層焊絲含有如下重量百分比的組分：C 0.07，Si 0.5，P/s 0.02，M 1.2，Cr 12.5，其它合金元素Mo+Ni+V 5.6，余量為Fe；打底層硬度HRC 55。
(2)工作層藥芯焊絲的準(zhǔn)備，根據(jù)打底層合金元素成分，配制工作層藥芯焊絲成分，所述工作層藥芯焊絲含有如下重量百分比的組分：C 0.2，Si 0.5，P/s 0.02，M 1.8，Cr 12，其它合金元素Mo+Ni+V 4.5，余量為Fe；工作層硬度HRC 53。
(3)藥芯焊絲配合實(shí)驗(yàn)，要求脫渣干凈，不燒損元素、不增硅。
步驟3：軋輥預(yù)熱
預(yù)熱溫度250℃，火焰加熱，升溫1小時(shí)。
步驟4：焊前準(zhǔn)備
(1)藥芯焊絲烘干，加溫200℃，保溫2小時(shí)。
(2)調(diào)整轉(zhuǎn)速，500mm/分鐘。調(diào)整機(jī)頭位置，焊絲伸干量20-30mm。
步驟5：焊接要求
(1)工藝參數(shù)：
(2)焊道要平滑，無氣孔、夾渣、缺肉、熱裂、冷裂的缺陷。
(3)層間溫度保持260-350℃，達(dá)不到溫度要采用液化氣加熱。
(4)單層厚度4mm，工作層厚度根據(jù)圖紙工作層厚度確定。
步驟6：最終熱處理
最終熱處理溫度參數(shù)：溫度500℃、升溫速度100℃/h，升溫5h,保溫時(shí)間按輥徑mm/60來計(jì)算保溫時(shí)間，保溫時(shí)間2h,降溫速度不大于20℃/h，采用軸流風(fēng)機(jī)內(nèi)循環(huán)保持溫度均勻，當(dāng)降溫到小于100℃時(shí)方可開爐門。
步驟7：機(jī)加
(1)、按圖紙要求車削軋輥，輥面直徑大于標(biāo)準(zhǔn)值0.5mm。
(2)、用磨床磨到標(biāo)準(zhǔn)值及光潔度。
步驟8：檢驗(yàn)
(1)按軋輥標(biāo)準(zhǔn)做硬度實(shí)驗(yàn)HSD 53-55。
(2)按軋輥標(biāo)準(zhǔn)做超聲波探傷實(shí)驗(yàn)。
步驟9：包裝
(1)、清除軋輥銹跡，拋光、涂油。
(2)、用塑料布包輥面，用木托支撐輥面并包裝帶包牢。
(3)、產(chǎn)品質(zhì)保書。