<< 层流辊激光修复

  1.  层流辊修复需求

层流冷却辊在轧厂用于成品板带的输送和层流冷却，位于精轧和卷曲机之间，热轧板带输送过程中，层流冷却辊既要承受热板柸的载荷冲击，同时要具有较高的结合强度保证辊道的磨损性能。传统的层流辊制造采用Ni60喷焊技术，但Ni60喷焊层与基体间结合强度低，工作寿命低。

针对层流辊道的工作环境，其再制造在增材工艺上选用激光熔覆。在激光熔覆材料上选择LC-SR-31粉末（以下简称31粉），金属辊面材料为45#钢，两端材料为Q345D，因此采用常规层流辊表面熔覆要求的硬度材料。传统的埋弧焊技术，焊接热输入较大，工件容易变形；母材稀释率和热影响区较大，性能保证率差；需要焊前预热和焊后热处理，工艺复杂繁琐。而激光熔覆技术在熔覆过程热输入小，工件变形，母材稀释率和热影响区小，焊后无需热处理。

    2.  修复技术要求

⑴金相试样检测无缺陷（实验室阶段）；

⑵辊面单边熔覆厚度1.5-2mm，轴承部位单边熔覆厚度1.5mm；

⑶PT探伤无缺陷；

⑷达到图纸尺寸和精度要求。

⑸层流冷却辊工作层硬度55-60HRC。

3.层流辊使用粉末

层流辊所用的熔覆材料为LC-SR-31粉末（以下简称31粉），粒径在60-150um，化学成分如表格3.1所示。

表3.1 熔覆材料化学成分

 4 .研究内容和技术难点

⑴工艺性能

针对熔覆材料粉末的特性，通过功率、扫描速度、送粉量、搭接等工艺参数的调整，得到没有裂纹、夹杂、气孔等缺陷的熔覆层，来满足产品的质量要求。

⑵力学性能

根据产品要求硬度55-60HRC，耐腐蚀等，选取粉末进行激光熔覆测试硬度，得到满足硬度要求的粉末。

⑶尺寸检测

随着激光熔覆高度的进行，会存在熔池往下趟的趋势，在平板上激光熔覆单层与多层存在厚度的差异，因此每层熔覆完成后要精准测量，确保层流辊机加尺寸（熔覆前尺寸比机加后至少大单边1mm以上）。

技术难点

由于层流辊道是空心，表面要求硬度教高，在激光熔覆前后对比，尺寸收缩比较大，容易引起裂纹。

5.检测结果

金相

根据GB/T 13298-2015，模拟件金相试验如图5所示，腐蚀液为王水。从图3.1中可以看出，组织表面无裂纹、气孔、未熔合等缺陷。

                                    图3.1 200X熔覆层结合处                  200X熔覆层

硬度测试

硬度测试结果如表3.2所示。根据硬度测试结果显示，熔覆层洛氏硬度平均值为57.8HRC，热影响区维氏硬度平均值为173.6 HV，基材维氏硬度平均值为166.5 HV。

表3.2 硬度测试结果

6 .工业化阶段

装夹

采用卧式转床进行装夹，相较于转台来说卧式转床装夹能够有效降低圆跳动对熔覆的影响，并且不会在熔覆面上做支撑，在第二层熔覆时不会存在因第一层的不平整带来的工件整体跳动的情况。

打磨清理

采用角磨机、钢刷进行打磨清理，祛除工件表面铁锈油污。

清洗

采用酒精、铜刷和抹尘布进行清洗，祛除工件表面的油污。

图3.2 激光熔覆对比图

图3.3 细节图放大图