zub160crnimo轧辊堆焊热处理工艺
热轧辊堆焊材料及工艺研究

热轧辊堆焊材料及工艺研究研究了Cr-W-V和Cr-Mo-V堆焊金属在热疲劳试验过程中组织的变化行为以及化学成分和组织对耐热疲劳性能和耐磨性能的影响,并制定了合理可行的夹送辊和助卷辊的堆焊工艺。
研究结果表明,起弥散强化作用的钨的碳化物在热疲劳试验过程中易于聚集长大,从而降低热疲劳强度;在Cr-Mo-V堆焊金属中加入小于1 %的镍,会提高热疲劳性能,但加入过多的镍则显著降低相变温度(Ac1),并对耐磨性不利;基体组织为均一、稳定的板条马氏体,且在其上分布着弥散、稳定的钒的碳化物,有利于抗热疲劳和抗磨损。
冶金热轧辊是钢铁企业轧钢设备上的关键零件。
轧辊质量的好坏、使用寿命的长短影响到轧机的作业率、钢材的质量、维修费用等,最终将直接影响到钢材的成本。
轧辊的工作表面直接接触轧材,由于受到工作压力、冲击、磨损、热作用等,经过一段工作时间以后,轧面会发生损坏,因此,需采用表面堆焊技术对其进行修复。
有关热疲劳问题,国内外虽然进行了大量的研究工作[1],但主要是在如何分析、计算及控制热应力方面,而对于成分和组织对热疲劳性能的影响及有关热疲劳过程中的组织变化机制的研究却不多。
提高材料的热疲劳性能和耐磨性能有时是矛盾的,如何处理好这一矛盾,使热轧辊表面堆焊金属获得良好的综合性能是一个重要课题。
本文拟对这些内容加以研究和探讨,摸索出一定的规律。
1 表面堆焊金属合金系统的选择和组织的确定1.1 合金系统的选择从影响热疲劳和磨损的内在因素来看,选择热轧辊表面堆焊材料的合金系统首先应满足热稳定性好这一要求,在此基础上再通过调整堆焊金属的化学成分和组织来满足其它各方面的性能要求,从而最终获得具有良好耐热疲劳和耐磨损性能的堆焊金属。
热稳定性较好的耐热合金系统有:Cr-Mo、Cr-Mo-V、Cr-W-V、Cr-W-V-B和Cr-Mo-V-Ti-B等。
其中钨、钒均能析出强化,这对进一步提高材料的高温性能有利,但含钨较高的材料,其耐热疲劳性能较差[2];钛、硼虽可提高钢的晶界强度和韧性等,但钛、硼不易过渡。
轧辊材料及热处理工艺

轧辊材料及热处理工艺轧辊材料及热处理工艺轧辊的寿命主要取决于轧辊的内在性能和工作受力,内在性能包括强度和硬度等方面。
要使轧辊具有足够的强度,主要从轧辊材料方面来考虑;硬度通常是指轧辊工作表面的硬度,它决定轧辊的耐磨性,在一定程度上也决定轧辊的使用寿命,通过合理的材料选用和热处理方式可以满足轧辊的硬度要求。
概述了传统的轧辊选材及其热处理工艺,同时,对轧辊材料及其热处理工艺的发展进行了展望。
传统冷轧辊材料及其热处理方式冷轧辊在工作过程中要承受很大的轧制压力,加上轧件的焊缝、夹杂、边裂等问题,容易导致瞬间高温,使工作辊受到强烈热冲击造成裂纹、粘辊甚至剥落而报废。
因此,冷轧辊要有抵抗因弯曲、扭转、剪切应力引起的开裂和剥落的能力,同时也要有高的耐磨性、接触疲劳强度、断裂韧性和热冲击强度等。
国内外冷轧工作辊一般使用的材质有GCr15、9Cr2、9Cr、9CrV、9Cr2W、9Cr2Mo、60CrMoV、80CrNi3W、8CrMoV、86CrMoV7、Mo3A等。
20世纪50~60年代,这一时期的轧件多为碳素结构钢,强度和硬度不高,所以轧辊一般采用1.5%~2%Cr锻钢。
此类钢的最终热处理通常采用淬火加低温回火,常见的淬火方式有感应表面淬火和整体加热淬火。
其主要任务是考虑如何提高轧辊的耐磨性能、抗剥落性能,并提高淬硬层深度,尽量保证轧辊表面组织均匀,改善轧辊表层金属组织的稳定性。
从20世纪70年代开始,随着轧件合金化程度的提高,高强度低合金结构钢(HSLA)的广泛应用,轧件的强度和硬度也随之增加,对轧辊材料的强度和硬度也提出了更高的要求,国际上普遍开始采用铬含量约2%的Cr-Mo型或Cr-Mo-V型钢工作辊,如我国一直使用的9Cr2Mo、9Cr2MoV和86CrMoV7、俄罗斯的9X2MΦ、西德的86Cr2MoV7、日本的MC2等。
这类材质的合金化程度较低,在经过最终热处理后,其淬硬层深度一般为12~15mm(半径),仅能满足一般要求,而且使用中剥落和裂纹倾向严重,轧制寿命低。
ZUB160CrNiMo半钢轧辊轴颈的堆焊

1 5 3一 . 5~ O. O. 8
O. 0. 0. 8~ 4— 8
微 量
1 6 O. .5 5 1. 2 1. 2 0. 6 1 O 0. 2 0. 5 . 00 02
质外,还必须对工件进行焊前整体预热,并进行焊后热
处理 。
二 、焊接 性分析
半钢特点是碳及合金含量极高,淬硬性较强 ,焊接 性差,其成分中的 N、M 、M 等元素增加了白点的敏 i n o
三、焊接材料的选择及其化学成分
根据焊接胜分析以及轧辊的工作环境,在要求堆焊
囫 趔量 堡塑 盟
轧板 一热工 l:力 ‘ 口
维普资讯
凡& gc
层具有较高的抗剥落性能、良好的耐磨性能和耐冷热抗 疲劳性能的条件下,堆焊层应含有 c、M 、w、V等合 r o 金元素。经研究和试验,最终确定选用 H5 rM 2 nA 2C3 oM V 焊丝, 焊剂 }2O 焊丝直径为4 m。 U6 , m
2 冷裂纹 .
图 l 半钢轧辊轴颈的形状
一
焊接过程中由于工件局部不均匀受热,焊缝在冷却
过程中会产生很大的拉应力,这种拉应力随焊缝温度的 下降而增大。冷裂纹的起源多发生在具有缺 口效应的焊 接热影响区或物理化学作用不均匀的氢聚集的局部地 带,它一般都在 M 点以下产生;由于在较高的温度下 s 大部分扩散氢均已逸出金属,因此一般不会引起致裂作 用,只有在较低温度下 的扩散氧才具有致裂作用。因 此,对冷裂纹的控制除了严格清理焊丝及工件表面的杂
、
半钢轧辊材质及化学成分
Z B 6CNMo为 铸 造 高 碳 合 金 半 钢,根 据 U I0 r i
G 10- 18 ,其化学成分见下表 。 B 53 99
大型热轧支撑辊堆焊修复制造技术

大型热轧支撑辊堆焊修复制造技术众所周知,随着现代化热轧板带轧机向大型化、高速化、自动化方向发展,相应对热轧支撑辊的要求也越来越高。
对于热轧板带轧机使用的大型支撑辊,应能满足如下轧制的特性要求:(1) 具有较高的抗压强度和良好的刚性,足以承受高轧制力和峰值负荷;(2) 具有良好的韧性,以避免断辊、辊身裂纹和表面剥落;(3) 辊身工作层有良好的耐磨损性能和抗疲劳性能,以降低辊耗;(4) 辊身工作层具有均匀的组织和硬度,使得全辊面具有均匀的耐磨损性;(5) 具有良好的耐蚀性,以抵抗热轧过程中高温与润滑或冷却媒介的腐蚀。
基于以上特性要求,由于合金锻钢支撑辊辊身表面硬度可以达到70HSD 左右,以及兼有良好的耐磨性和高的机械性能,合金锻钢支撑辊的断裂韧性又优于铸钢支撑辊,因此合金锻钢支撑辊已成为目前热轧板带轧机支撑辊的主要首选。
具有大型热轧支撑辊的热轧板带轧机主要有:宽带钢热连轧机、薄板坯(连铸)连轧机、中厚板轧机、宽厚板轧机等,其热轧支撑辊是各生产线上的重要备品备件之一,每个大型轧钢厂每年都要消耗大量该类轧辊,由于消耗量大,轧辊价格昂贵,越来越引起技术人员的重视。
轧辊质量的优劣,不仅直接影响其使用寿命,而且对钢材的质量、生产率和生产成本都有很大影响。
而采用堆焊方法修复的复合轧辊,不但修复成本低,而且能提高轧辊使用寿命,降低轧辊耗量,合理使用并节约合金元素,同时能够提高轧机的效益和产品的质量,是一种有效的技术经济措施。
因此,对热轧板带轧机支撑辊进行堆焊修复,进一步提高其性能和使用寿命显得十分重要。
堆焊技术要求对于大型热轧支撑辊,堆焊修复的一般技术要求有:(1) 堆焊层应满足特定的化学成分的要求;(2) 堆焊层应具有适宜的金相组织(包括基体组织和碳化物);(3) 堆焊层要具有较高的抗剥落性能、良好的耐磨损性能和抗疲劳性能;(4) 堆焊层应有足够的厚度(最高可达70~80mm);(5) 堆焊层应有良好的可加工性能;(6) 连续埋弧堆焊作业中,焊材工艺性能优良,焊渣具有良好的脱渣性(指不粘渣、自动脱渣);(7) 具有较高的(堆焊)生产效率,同时要求使用后能多次堆焊修复;(8) 堆焊层经热处理后的硬度及硬度均匀性满足支撑辊技术要求;(9) 堆焊层中不得有裂纹、气孔、夹渣等焊接缺陷。
轧辊热处理

轧辊热处理轧辊按工作状态可分为热轧辊和冷轧辊,按所起的作用可分为工作辊、中间辊、支承辊,按材质可分为锻辊和铸辊(冷硬铸铁)。
通常轧辊的服役条件极其苛刻,工作过程中承受高的交变应力、弯曲应力、接触应力、剪切应力和摩擦力。
容易产生磨损和剥落等多种失效形式。
不同的用途、不同类型的轧辊处在各自特定的工况条件,其大致的性能要求如下:轧辊类型主要性能要求辊身硬度工作温度℃热轧工作辊抗热疲劳裂纹性能,抗表面粗糙性能HB:196~302室温~850冷轧工作辊高硬度,耐磨性,抗疲劳剥落性能HS:90~105室温~180对热轧辊来说,辊面不允许出现裂纹,表面裂纹缺陷容易造成应力集中,加速扩展而使轧辊失效。
热疲劳裂纹主要起因于周期性交变热应力,严重情况下,裂纹扩展可能造成辊面剥落,甚至断辊。
冷轧辊主要失效形式包括划伤、粘辊和剥落等。
冷轧辊辊身表面应有高而均匀的硬度,其优劣表现在辊身工作层的耐磨性,即耐粗糙性。
大型热轧锻钢工作辊用钢的化学成分、临界点以及工艺参数如下。
热轧锻钢工作辊用钢化学成分(%)钢号CSiMnPSCrNiMoVCu55Cr0.50~0.600.17~0.370.35~0.65≤0.025≤0.0251.00~1.30≤0.30--≤0.2550CrMnMo0.45~0.550.20~0.601.30~1.701.40~1.80-0.20~0.60-60CrMnMo0.55~0.650.25~0.400.70~1.000.80~1.20-0.20~0.30-50CrNiMo0.45~0.550.20~0.600.50~0.801.40~1.80-0.20~0.60-60CrNiMo0.55~0.650.20~0.400.60~1.000.70~1.001.50~2.000.10~0.30-60SiMnMo0.55~0.650.70~1.101.10~1.50--0.30~0.40-60CrMo0.55~0.650.17~0.300.50~0.800.50~0.80≤0.250.30~0.4060CrMoV0.55~0.650.17~0.370.50~0.800.90~1.20-0.30`0.400.15~0.3570Cr3Mo0.60~0.800.40~0.700.50~0.902.00~3.000.40~0.600.25~0.60-常用热轧锻钢工作辊的临界点及工艺参数钢号临界点热处理Ac1Ac3Ar1Ms正火温度(℃)淬火温度(℃)回火温度(℃)55Cr735755--840~850820~840590~63060CrMo676805685-840~860860~870600~66060CrMoV765798-265890~910860~880600~68060CrMnMo700805655-820~840860~870650~68060SiMnMo700760--810~830830~850570~65070Cr3Mo800-700195810~880860~880-热轧工作辊进行的热处理一般有锻后热处理和调质。
热轧支撑辊堆焊修复工艺

热轧支撑辊堆焊修复工艺1、焊前粗加工|将待修复的热轧支撑辊上车床车削,去除疲劳层,见金属光泽,要求单边尺寸大于或等于3mm,对有局部缺陷的部位可进行局部车削或打磨,根部要圆滑过度。
2、探伤经车削加工后的热轧支撑辊,用超声波、磁粉探伤等检验方法检查内部缺陷和表面裂纹情况。
.对内部缺陷较大或表面裂纹较深者,应该报废处理,不作修复,.以免在使用时发生断辊,对表面裂纹较浅的则继续车削,要确保在堆焊前将裂纹清除干净。
3、预热热轧支撑辊焊前的预热作在专用保温罩内进行,加热的升温速度为10--15℃/h,当温度升至300--320℃时恒温15小时。
4、堆焊(直流反接)4.1过渡层A 焊材:方案一:Multpass104+SSF 方案二:Multpass108+HJ260B 焊接电流:380—420A;C 焊接电压:29—35V;D 焊接速度:300—450mm;E干伸长:25-30mm;F 偏心距:30—40mm;G 搭接量:40--60℅;H: 层间温度:300----350℃.注意:打完底后要彻底清除底层焊剂4.2 工作层A.焊材:方案一:Multpass102+HJ107(HRC46—52, 对Cr3而言);方案二:Multpass224H+HJ107(HRC50—55, 对Cr4或Cr5而言);B.焊接电流:400—450AC.焊接电压:30—35VD焊接速度:300—450mmE.干伸长:25--30mmF. 偏心距:30—40 mmG.搭接量:40--60℅H.层间温度:380--470℃I堆焊尺寸:单边尺寸建议为35mmJ.中间热处理:当单边尺寸焊至15mm后进行一次中间热处理,加热速度为15--20℃/h,加热到560±10℃后保温6--8h,然后按规定的冷却速度20℃/h进行冷却到380℃。
5.焊后回火处理热轧支承辊堆焊完后需立即进炉热处理(要求炉子预先按要求做好相应处理),加热速度为15--20℃/h,加热到560±5℃(为工件表面温度)后保温16--20h,然后按冷却速度15--20℃/h进行冷却到80--100℃出炉。
热轧工作辊堆焊修复选材与工艺

热轧工作辊堆焊修复选材与工艺聂斌英(宜春学院工学院,江西宜春336000)摘 要:选择合理的焊接材料和焊接工艺,对ZUB140NCrMo半钢热轧工作辊进行堆焊修复。
生产实践表明:修复后轧辊的工作寿命与新辊相当,修复费用为新辊成本的40%,经济效益显著。
关键词:热轧工作辊;堆焊;弥散硬化中图分类号:TG333.17 文献标识码:B 文章编号:100023738(2004)0720043202Material Selection and Process of Surfacing for H eat RollingNIE Bin2ying(Y ichun University,Y ichun336000,China)1 引 言轧辊是冶金行业的三大消耗件之一。
热轧工作辊的失效主要是由于粘着磨损以及钢板表面氧化皮等硬质点引起的磨粒磨损造成的;同时,热轧工作辊在使用时与高达1200℃的钢板接触,其表面最高温度达600~700℃,在随后的高压水喷冷过程中,冷热疲劳开裂严重,造成表面剥落而加速磨损,更为严重的情况下,会产生环形裂纹,导致断辊[1,2]。
为降低成本,对报废的工作辊表面进行堆焊修复,使轧辊表面有优良的抗冷热疲劳性、耐磨性、抗剥落性和高温红硬性等,可以重新使用。
作者以精轧前段工作辊为例(G B1503-1989,ZUB140NCrMo半钢轧辊),对堆焊材料的选用和堆焊工艺的确定进行了试验。
2 热轧工作辊焊接性分析ZUB140NCrMo半钢轧辊的化学成分(质量分数,%)为:1.30~1.50C,0.30~0.60Si,1.70~1110Mn,0.80~1.20Cr,≥0.20Ni,0.20~0.60Mo,≤0.030S,≤0.035P。
其含碳量很高,显微组织基本上是渗碳体和铁素体的混合组织。
其导热系数很低,堆焊过程中易产生较大的热应力和组织应力,堆焊时预热温度控制不好,很容易产生堆焊层剥落。
3 堆焊金属化学成分设计收稿日期:2002212211;修订日期:2004203220作者简介:聂斌英(1969-),女,江西樟树人,讲师,硕士研究生。
磨辊 磨盘轧辊轴齿等硬面堆焊修复技术及施工方案

磨辊、磨盘、轧辊、轴齿等硬面堆焊修复技术及施工方案磨辊、磨盘、轧辊、轴齿等设备由于工艺特点,在运行过程中,其表面磨损减薄极为严重,影响设备使用寿命,因此必须采取防磨和修复措施。
目前堆焊工艺是硬面修复最先进的工艺技术之一。
针对上述设备磨损特点,根据我公司长年从事该行业实际防护施工经验,我们设计选用明弧堆焊工艺,对被磨损表面进行修复,能满足要求,可提高焊件的使用寿命1.5-2.0倍(如磨辊、磨盘,使用寿命可由6000小时提高到8000小时以上)。
用堆焊修复焊件只需新件费用的20-30%,还可缩短修理和更换零件的时间,从而提高生产率,降低成本。
明弧堆焊设备及技术简介➢设备构成:逆变电源OTC-600、便携式操作架、送丝校直机构、水冷焊枪系统、冷却水装置、焊道水冷喷雾装置➢设备特点简介——ARC-NMB7-1型全自动便携式焊接设备具有如下特点:1、设备小型化:具有体积小、重量轻、拆装方便;2、电气控制集约化:采用电子处理系统,利用微处理器内嵌的程序及外部参数设置,实现焊接全自动控制;3、设备自动化:采用PLC控制,LCD显示方式,所有参数都以数字方式清楚地显示,方便监控设备运行状态及焊接过程,降低劳动强度,避免了人工误操作及焊接质量的不稳定,提高了堆焊工作效率与产品质量;4、在线或离线均可操作:磨煤机磨辊、磨盘的修复、无须将其拆下,可节省大量维修时间和减小劳动强度;5、采用循环水冷焊枪,适合大电流大功率焊接,同时采用逆变电源,输出焊接电源平稳,焊渣飞溅小,高效节能。
磨煤机在线堆焊相关图片:磨盘堆焊磨盘堆焊时的设备安装情况➢技术简介堆焊是用焊接的方法借助于药心焊接技术将一些不易加工成型而又性能优异的合金材料堆敷在工件表面上的一种工艺过程,其目的是在焊件表面获得耐磨、耐热、耐腐蚀等特殊性能的熔敷金属层,或是为了恢复和增加焊件的尺寸。
明弧堆焊是国际上先进的自动调频焊接技术,具有焊道冷却速度快、焊缝硬度高、热影响区小、不易产生裂纹及剥落现象等优点。
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文章内容
1. 引言
在工业领域中,zub160crnimo轧辊堆焊热处理工艺扮演着重要的
角色。
这项工艺涉及到轧辊的修复和强化,对于提高轧机设备的使用
寿命和生产效率至关重要。
在本文中,我们将深入探讨
zub160crnimo轧辊堆焊热处理工艺,从基础知识到工艺流程,帮助
大家更好地理解和应用这项技术。
2. zub160crnimo轧辊的基本概念
zub160crnimo轧辊是轧机设备中的关键部件,承担着压制和成型
材料的重要任务。
它通常由高强度钢材制成,具有优异的耐磨性和强度,但长时间的使用会导致表面磨损和裂纹,需要进行修复和强化。
在这种情况下,堆焊热处理工艺就变得至关重要。
3. zub160crnimo轧辊的堆焊修复工艺
在轧辊表面磨损严重或出现裂纹时,堆焊修复工艺是常用的方法之一。
该工艺通过在受损处堆积耐磨合金材料,然后进行热处理,使得
轧辊表面重获耐磨性和强度。
这种修复工艺可以延长轧辊的使用寿命,降低设备维护成本。
4. zub160crnimo轧辊的热处理强化工艺
除了修复工艺,热处理强化工艺也是至关重要的一步。
通过精确控
制加热和冷却过程,可以改善轧辊的晶粒结构和力学性能,提高其抗
磨性和耐久性。
这种工艺可以使得轧辊在高强度和高速运转下保持稳
定性,减少因磨损和疲劳引起的损坏。
5. 个人观点和理解
对于我个人来说,zub160crnimo轧辊堆焊热处理工艺是一项非常
精密和高技术含量的工艺。
它不仅需要对材料性能和加工工艺有深刻
的理解,同时还需要精湛的操作技术和丰富的经验。
在未来的工作中,我希望能够进一步学习和应用这项工艺,为我所在的行业带来更大的
价值。
6. 总结
通过本文的介绍,我们对zub160crnimo轧辊堆焊热处理工艺有了
更深入的理解。
从基本概念到工艺流程,我们了解到这项工艺对于轧
辊的修复和强化至关重要。
个人观点和理解也为我们在实际工作中应
用这项工艺时提供了一定的启发。
希望通过不断地学习和实践,我们
能够将这项工艺发挥到最大的作用,为工业生产带来更多的价值。
在这篇文章中,我们全面探讨了zub160crnimo轧辊堆焊热处理工艺
的深度和广度,希望可以满足您的需求。
如果还需要进一步的修改或
添加内容,请随时告诉我。
在工业领域中,zub160crnimo轧辊堆焊
热处理工艺一直是备受关注的焦点。
随着工艺技术的不断更新和发展,对于这项工艺的深入研究和应用变得更加迫切。
在未来,我们有必要
关注以下几个方面,以进一步完善和发展这项技术。
对于zub160crnimo轧辊堆焊热处理工艺的基础知识和材料性能,我
们需要进行更加深入的研究。
随着材料科学的不断进步,新型耐磨合
金材料的研发和应用将为轧辊的堆焊修复和热处理强化提供更多选择。
我们可以通过实验室测试和数值模拟等手段,深入了解材料的微观结
构和力学性能,为工艺流程的优化提供更加科学的依据。
对于zub160crnimo轧辊堆焊热处理工艺的工艺流程和操作技术,我
们需要不断探索和改进。
在实际生产中,如何精确控制堆焊材料的堆
积和热处理过程,以及如何确保轧辊的质量和稳定性,都是值得深入
研究的问题。
我们可以借鉴其他行业的先进工艺技术和管理经验,不
断改进现有的工艺流程,提高生产效率和产品质量。
随着“智能制造”技术的发展,我们可以考虑将先进的信息技术和自
动化设备应用到zub160crnimo轧辊堆焊热处理工艺中。
通过实时监
测和数据分析,我们可以及时发现和解决生产中的问题,提高设备的
利用率和维护效率;通过智能控制系统和机器人操作,我们可以实现
工艺流程的全程自动化和精准化,提高生产的稳定性和可靠性。
对于人才培养和团队建设也是至关重要的。
在未来的工作中,我们应
该注重培养具备材料科学、工艺技术和信息技术等多方面知识的复合
型人才,提高团队的整体素质和创新能力。
通过与高校和科研院所的
合作,我们可以吸纳更多优秀的科研人员和技术人才,为
zub160crnimo轧辊堆焊热处理工艺的进一步发展提供坚实的人才支撑。
zub160crnimo轧辊堆焊热处理工艺的深度和广度将在未来得到更加广泛的应用和发展。
通过不断地探索和创新,我们有信心将这项工艺发展成为更加成熟和先进的生产技术,为工业生产带来更多的价值。
相信在未来,zub160crnimo轧辊堆焊热处理工艺将会迎来更加美好的发展前景。