輝銳集團(tuán)
株洲輝銳增材制造技術(shù)有限公司
中南區(qū)域性金屬零部件激光加工服務(wù)提供商
Case introduction
案例詳情
層流輥修復(fù)
層流冷卻輥在軋廠用于成品板帶的輸送和層流冷卻，熱軋板帶輸送過(guò)程中，層流冷卻輥既要承受熱板柸的載荷沖擊，同時(shí)要具有較高的結(jié)合強(qiáng)度保證輥道的磨損性能。
層流冷卻輥在軋廠用于成品板帶的輸送和層流冷卻，熱軋板帶輸送過(guò)程中，層流冷卻輥既要承受熱板柸的載荷沖擊，同時(shí)要具有較高的結(jié)合強(qiáng)度保證輥道的磨損性能。
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1. 層流輥修復(fù)需求
層流冷卻輥在軋廠用于成品板帶的輸送和層流冷卻，位于精軋和卷曲機(jī)之間，熱軋板帶輸送過(guò)程中，層流冷卻輥既要承受熱板柸的載荷沖擊，同時(shí)要具有較高的結(jié)合強(qiáng)度保證輥道的磨損性能。傳統(tǒng)的層流輥制造采用Ni60噴焊技術(shù)，但Ni60噴焊層與基體間結(jié)合強(qiáng)度低，工作壽命低。
針對(duì)層流輥道的工作環(huán)境，其再制造在增材工藝上選用激光熔覆。在激光熔覆材料上選擇LC-SR-31粉末（以下簡(jiǎn)稱(chēng)31粉），金屬輥面材料為45#鋼，兩端材料為Q345D，因此采用常規(guī)層流輥表面熔覆要求的硬度材料。傳統(tǒng)的埋弧焊技術(shù)，焊接熱輸入較大，工件容易變形；母材稀釋率和熱影響區(qū)較大，性能保證率差；需要焊前預(yù)熱和焊后熱處理，工藝復(fù)雜繁瑣。而激光熔覆技術(shù)在熔覆過(guò)程熱輸入小，工件變形，母材稀釋率和熱影響區(qū)小，焊后無(wú)需熱處理。
2. 修復(fù)技術(shù)要求
⑴金相試樣檢測(cè)無(wú)缺陷（實(shí)驗(yàn)室階段）；
⑵輥面單邊熔覆厚度1.5-2mm，軸承部位單邊熔覆厚度1.5mm；
⑶PT探傷無(wú)缺陷；
⑷達(dá)到圖紙尺寸和精度要求。
⑸層流冷卻輥工作層硬度55-60HRC。
3.層流輥使用粉末
層流輥所用的熔覆材料為L(zhǎng)C-SR-31粉末（以下簡(jiǎn)稱(chēng)31粉），粒徑在60-150um，化學(xué)成分如表格3.1所示。
表3.1 熔覆材料化學(xué)成分
元素組分 | Fe | Ni | Cr | Mo | Mn | Si | Nb |
LC-SR-31 | 78.02 | 1.99 | 16.63 | 1.99 | 0.28 | 0.41 | 0.049 |
4 .研究?jī)?nèi)容和技術(shù)難點(diǎn)
⑴工藝性能
針對(duì)熔覆材料粉末的特性，通過(guò)功率、掃描速度、送粉量、搭接等工藝參數(shù)的調(diào)整，得到?jīng)]有裂紋、夾雜、氣孔等缺陷的熔覆層，來(lái)滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求。
⑵力學(xué)性能
根據(jù)產(chǎn)品要求硬度55-60HRC，耐腐蝕等，選取粉末進(jìn)行激光熔覆測(cè)試硬度，得到滿足硬度要求的粉末。
⑶尺寸檢測(cè)
隨著激光熔覆高度的進(jìn)行，會(huì)存在熔池往下趟的趨勢(shì)，在平板上激光熔覆單層與多層存在厚度的差異，因此每層熔覆完成后要精準(zhǔn)測(cè)量，確保層流輥機(jī)加尺寸（熔覆前尺寸比機(jī)加后至少大單邊1mm以上）。
技術(shù)難點(diǎn)
由于層流輥道是空心，表面要求硬度教高，在激光熔覆前后對(duì)比，尺寸收縮比較大，容易引起裂紋。
5.檢測(cè)結(jié)果
金相
根據(jù)GB/T 13298-2015，模擬件金相試驗(yàn)如圖5所示，腐蝕液為王水。從圖3.1中可以看出，組織表面無(wú)裂紋、氣孔、未熔合等缺陷。
圖3.1 200X熔覆層結(jié)合處 200X熔覆層
硬度測(cè)試
硬度測(cè)試結(jié)果如表3.2所示。根據(jù)硬度測(cè)試結(jié)果顯示，熔覆層洛氏硬度平均值為57.8HRC，熱影響區(qū)維氏硬度平均值為173.6 HV，基材維氏硬度平均值為166.5 HV。
表3.2 硬度測(cè)試結(jié)果
序號(hào) | 硬度 | ||||
LC-SR-31粉熔覆層 | 第一組 | 第二組 | |||
單位 | HV0.2 | HRC | HV0.2 | HRC | |
1 | 707.3 | 60.4 | 623.0 | 56.5 | |
2 | 677.4 | 59.1 | 643.9 | 57.8 | |
3 | 683.2 | 59.4 | 713.5 | 57.0 | |
4 | 689.1 | 59.7 | 633.3 | 58.6 | |
5 | 695.1 | 59.9 | 689.1 | 58.1 | |
6 | 719.8 | 61.0 | 643.9 | 57.8 | |
7 | 752.6 | 62.3 | 649.3 | 57.3 | |
8 | 607.9 | 55.7 | 638.6 | 49.2 | |
9 | 701.1 | 60.2 | 660.3 | 50.5 | |
10 | 基材 | 170.8 | 193.3 | ||
11 | 176.8 | 170.1 | |||
12 | 175.3 | 193.3 | |||
13 | 164.4 | 164.4 | |||
14 | 163.7 | 163.7 | |||
15 | 166.5 | 164.4 | |||
6 .工業(yè)化階段
裝夾
采用臥式轉(zhuǎn)床進(jìn)行裝夾，相較于轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)說(shuō)臥式轉(zhuǎn)床裝夾能夠有效降低圓跳動(dòng)對(duì)熔覆的影響，并且不會(huì)在熔覆面上做支撐，在第二層熔覆時(shí)不會(huì)存在因第一層的不平整帶來(lái)的工件整體跳動(dòng)的情況。
打磨清理
采用角磨機(jī)、鋼刷進(jìn)行打磨清理，祛除工件表面鐵銹油污。
清洗
采用酒精、銅刷和抹塵布進(jìn)行清洗，祛除工件表面的油污。
圖3.2 激光熔覆對(duì)比圖
圖3.3 細(xì)節(jié)圖放大圖
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