轧辊的失效及其修复技术
轧辊的失效及其修复---激光焊接修复前景
轧辊的失效及其修复---激光焊接修复前景(2009-04-14 12:44:46)标签：杂谈分类：焊接0前言轧辊的质量和使用寿命，直接关系到轧制生产的生产效率、产品质量及生产成本。
我国轧辊材料供应不足、价格较高，一旦轧辊表面磨损失效，整个轧辊报废，将造成巨大的材料浪费。
如何修复失效轧辊，一直是轧辊制造业面临的重大问题。
轧辊失效的最普遍原因是早期磨损失效。
而轧辊的耐磨性决定于轧辊工作表面的硬度，通过合理的热处理方式可以满足轧辊的硬度要求。
本文比较了轧辊修复常用的几种表面热处理工艺，同时展望了激光表面合金化热处理工艺修复轧辊的发展前景。
1轧辊概述轧辊是使（轧材）金属产生塑性变形的工具，是决定轧机效率和轧材质量的重要大型消耗性部件。
轧辊的主要技术指标有强度、硬度、耐用性及耐热性（热轧工作条件下）。
轧辊根据其工矿条件分为冷轧辊和热轧辊，下面分别介绍。
1.1轧辊工作条件及用材分析⑴冷轧辊工作条件及用材分析冷轧辊在工作过程中要承受很大的轧制循环应力、强力摩擦和挤压、瞬间高温和强烈冲击[1]，轧件的焊缝、夹杂、边裂等问题也对轧辊有影响。
根据冷轧辊的工作条件，辊面需具有高而均匀的表面硬度（＞62HRC）、深的淬硬层（不应小于辊身直径的1.5%，且不得小于5mm）；辊身边缘的硬度应较低；颈部具有较低的硬度（32～35HRC）。
总之，冷轧辊要有抵抗因弯曲应力、扭转应力、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。
冷轧辊的发展方向是在进一步提高强度、硬度和淬硬层深度的同时，保证一定的韧性。
冷轧辊的材料应具有高的含碳量并含有加深淬透性、淬硬性并细化晶粒的合金元素。
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、87CrMnMo、9Cr2Mn等。
⑵热轧辊工作条件及用材分析热轧辊常工作在700℃～800℃（有时其接触的轧材高达1200℃）的高温环境，与灼热的钢坯相接触，承受强大的轧制力，表面承受轧材的强力磨损，反复被热轧材加热及冷却水冷却（可被冷却水冷却至100℃～150℃），经受温度变化幅度较大的热疲劳作用[2]。
堆焊修复技术修复受损轧辊的工艺流程
英文回答：The welding restoration technique is one of the methodsmonly used in industrial production to repair damaged lumbers，which can effectively address such issues as wear， cracks and pits on their surfaces and enable them to return to normal working conditions。
The process of repairing the damaged luminium typically includes several steps， such as preparation，welding， and reprocessing。
The preparation phase requires cleaning， inspection and welding of damaged luminum to ensure clean surfaces， oil—free， impurities and cracks。
The weld restoration phase was to re—locate the damaged areas with alloy welds through welding techniques， fill the defects and repair the surface。
The post—repair treatment phase includes thermal treatment， grinding and balancing of post—repair plumes to ensure that they have good working performance and useful life。
关于Cr3冷轧辊的堆焊修复工艺
关于Cr3冷轧辊的堆焊修复工艺
冶金行业中，轧辊是冶金设备的关键部件，且成本昂贵、报废率很高。
在使用过程中失效的主要原因是较为严重的疲劳磨损和热疲劳裂纹, 因此轧辊修复和再利用是实际生产中亟待解决的问题。
堆焊是轧辊修复技术中最常用的方法, 堆焊修复可分为整体修复与局部修复2种方法, 堆焊材料和堆焊工艺的研究一直是轧辊修复领域研究的难点。
为此，北京耐磨科技有限公司对Cr3冷轧辊使用中出现的局部缺陷进行了堆焊修复工艺研究。
轧辊磨损形式主要是接触疲劳磨损, 对Cr3母材进行堆焊修复结果表明：( 1)无过渡软层堆焊焊缝在熔合线附近的粗晶区出现了裂纹, 而有过渡软层堆焊焊缝未出现裂纹, 证明采用有过渡软层的堆焊工艺对于防止出现焊接裂纹是有效的。
( 2) 硬度及磨损试验数据表明, 只有堆焊焊缝的硬度与耐磨性与母材相近, 才能符合轧辊堆焊修复要求。
轧辊工艺及如何修复轧辊问题的总结
轧辊工艺及如何修复轧辊问题的总结一、轧辊是如何分类的?轧辊是使（轧材）金属产生塑性变形的工具，是决定轧机效率和轧材质量的重要消耗部件。
轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件，利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。
它主要承受轧制时的动静载荷，磨损和温度变化的影响。
轧辊种类很多，常用的轧辊材料分类有铸钢轧辊，铸铁轧辊和锻造轧辊三种。
其中铸钢轧辊和铸铁轧辊均属于铸造轧辊，都是铸造成型，只是铸造材料不同罢了。
铸造轧辊：是指将冶炼钢水或熔炼铁水直接浇注成型这一生产方式制造的轧辊种类。
锻造轧辊：是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的轧辊的加工方法。
二、轧辊都用于哪些机器？轧辊根据辊身不同的硬度，所用场合也不同：（1）轧辊辊身硬度约为HRC30-40，用于开胚机、大型型钢轧机的粗轧机等；（2）轧辊辊身硬度约在HRC60-85，用于薄板、中板、中型型钢和小型型钢轧机的粗轧机及四辊轧机的支撑辊；（3）轧辊辊身硬度约在HRC85-100，就用于冷轧机。
三、各种材料的轧辊的加工工艺是什么？（1）铸铁轧辊的加工工艺：冶炼—铸造—软化处理—粗加工—热处理（提高硬度）—精加工—探伤检验—成品。
（2）铸钢轧辊的加工工艺：以合金铸钢轧辊为例：冶炼—铸造—粗加工—热处理—精加工—性能、探伤等检测—成品。
（3）锻钢轧辊的加工工艺：以冷轧工工作辊为例：精选原材料→EBT初炼→LF精炼→真空脱气→浇注成型→电渣重熔→锻造→球化退火→粗加工→调质（淬火＋高温回火）→半精加工→探伤检测→预热处理→双频淬火→冷处理→低温回火→精加工→硬度、超声波及金相→包装出厂。
四、加工轧辊时常出现的问题？目前，轧辊企业为了获得轧机的工作效率和降低轧辊的消耗，多采用高硬度的轧辊，也正是由于轧辊的硬度提高，给加工轧辊的机械厂带来难度。
大型企业均采用数控机床加工高硬度轧辊，但小型企业还是采用普通车床加工轧辊，加工过程中常出现机床振动大，车削困难和表面光洁度不好等问题，影响加工效率和加工质量。
轧辊轴承失效分析及处理措施
动装置，其 中工作机坐由轧辊 、轧辊轴承
、
机架 、轨 座 、轧辊调 整装 置 以及 上轧辊
平衡装置和换辊装置等组成 ． 轧辊轴承支 承 轧辊 并 保持 轧辊 在 机架 中的 固定位 置 。 轧 辊轴 承工作 负荷重而 变化 大 ，因此要求 轴 承摩 擦 系数小 ，具有 足够 的强度 和刚度 而且要便于更换轧辊。不同的轧机选用 不同类型的轧辊轴承。滚动轴承的刚性大 摩擦 系数 较小 ，但承 压能力 较小 ，且外 形 尺寸较 大 ，多用 于板 带轧机 工作辊 。滑 动 轴承有半 干 摩擦与液 体摩擦 两种 。半干 摩 擦轧辊轴 承 主要是胶 木 、铜 瓦 、尼龙瓦 轴 承 ，比较 便宜 ，多用 于型材 轧机 和开坯 机 。液体摩 擦轴 承有动 压 、静 压和静 一 动 压 三种 。优 点是 摩擦 系数 比较 小 ，承压能 力 较大 ，使 用工 作速度 高 ，刚性好 ，缺点 是 油膜厚度 随 速度而变 化 。液体摩 擦轴 承 多 用于板 带轧机 支承辊 和其 它高速 轧机 。
成轧 机 中的轧 辊轴 承的 失效原 因进 行分 析介 绍并提 出 了一 些应 对措 施 。 关键 词 ：轧辊 轴承 ；失 效 ；应 对措 施 中圈分类 号 ：Ｔ Ｈ １ ３ 文献标 识码 ：Ａ （ ２） ｝ 闰 滑 管路 布设不 当造 成的油 路不 畅 ，
我 国 是 一个 新 兴 的发 展 中 国家 ，在 柱滚子 轴承 和单列 向心 球轴 承等组 成 ，在
Hale Waihona Puke 国家的建设过程 中对于钢材的需求量巨 大 ，轧 机 是 实 现 金 属 轧 制 过 程 的 设 备 ， 在 钢材 的成 型方 面 起 着非 常重 要 的作 用 ， 轧辊 轴承作 为轧机 中的重要组 件 ，在 使用 过程 中会 由于各 种原 因造成失 效 ，从 而影 响轧机的正常使用 ，本文将对轧机轧辊轴 承 的失效原 因 以及 应对 措施等 进行介 绍 。 １ 轧 机的轧辊 轴 承简介 轧 机 是 实 现金 属 轧 制 过 程 的设 备 。 泛指 完成轧 材生 产全过 程 的装 备 ，包 括有 主要 设备 、辅 助设 备 、起 重运 输设 备和附
轧辊堆焊埋弧堆焊修复技术
轧辊堆焊埋弧堆焊修复技术随着工业化的发展，轧辊在各种机械设备中扮演着非常重要的角色，它主要用于金属材料的压轧加工，是许多工业生产中不可或缺的部件。
由于轧辊在工作过程中所受到的强大压力和摩擦，导致轧辊表面很容易出现磨损和裂纹等问题，从而影响了轧辊的使用寿命和生产效率。
为了解决这一问题，目前已经出现了多种轧辊修复技术，其中堆焊修复技术和埋弧堆焊修复技术是比较常用且效果较好的方法之一。
轧辊堆焊修复技术是指在轧辊磨损或裂纹部位进行表面堆焊后再经过热处理进行修复，其优点是修复后的轧辊表面硬度、耐磨性和抗裂性能都得到了很好的提高，可以有效延长轧辊的使用寿命。
而埋弧堆焊修复技术则是通过在轧辊磨损或裂纹部位进行埋弧堆焊，然后经过热处理进行修复，也可以达到类似的效果。
对于轧辊堆焊和埋弧堆焊修复技术来说，专业的技术和设备是非常重要的。
需要选择适合的焊接材料和焊接工艺，确保修复后的轧辊表面能够满足工作要求。
需要使用专业的堆焊设备和工具，确保修复过程中的焊接质量和稳定性。
还需要进行合理的热处理工艺，以确保修复后的轧辊表面能够达到理想的硬度和耐磨性能。
除了技术和设备，对于轧辊堆焊和埋弧堆焊修复技术来说，经验丰富的操作人员也是非常重要的。
因为修复过程中需要考虑到轧辊的材料、结构、工作环境等多种因素，需要有一定的经验和技巧才能确保修复效果和修复质量。
在实际应用中，轧辊堆焊和埋弧堆焊修复技术已经得到了广泛的应用，并取得了很好的效果。
通过修复后的轧辊，不仅可以延长轧辊的使用寿命，减少了更换轧辊的频率，也提高了生产效率和产品质量。
这些修复技术也在一定程度上减少了对资源的浪费，降低了生产成本，具有显著的经济和社会效益。
轧辊堆焊和埋弧堆焊修复技术是解决轧辊磨损和裂纹等问题的有效方法，通过选择合适的材料、严格的焊接工艺和合理的热处理工艺，加上经验丰富的操作人员的配合，可以达到较好的修复效果。
相信随着科技的不断发展和完善，轧辊修复技术在未来会有更广泛的应用和更好的发展。
轧辊修复加工工艺流程
轧辊修复加工工艺流程轧辊是钢铁、有色金属等工业领域中重要的加工设备之一，承担着压制、塑性变形等工作任务。
由于长期使用和工作环境的影响，轧辊会出现磨损、裂纹、疲劳断裂等问题，影响轧制质量和生产效率。
因此，轧辊修复加工工艺流程成为了轧辊维修的重要环节。
本文将详细介绍轧辊修复加工工艺流程的各个环节和步骤。
第一步：轧辊检测和评估在进行轧辊修复加工之前，首先需要对轧辊进行全面的检测和评估。
这一步骤的目的是确定轧辊的实际状况，包括轧辊表面的磨损程度、裂纹的情况、轧辊轴颈的磨损程度等。
常用的轧辊检测方法包括超声波检测、磁粉检测、磁记忆检测等。
通过对轧辊的检测和评估，可以为后续的修复加工工艺提供依据。
第二步：轧辊磨削修复轧辊修复加工的第一个环节是磨削修复。
磨削修复是通过机械磨削的方法对轧辊表面进行修复，去除磨损层和裂纹，使轧辊恢复原有的几何形状和尺寸。
磨削修复主要包括以下几个步骤：1. 清洗和除锈：首先需要对轧辊进行清洗和除锈，去除表面的污物和氧化物，保证磨削效果。
2. 粗磨：采用粗磨砂轮对轧辊表面进行粗磨，去除较深的磨损层和裂纹。
3. 精磨：采用精磨砂轮对轧辊表面进行精磨，使轧辊表面平整光滑，减少磨削痕迹。
4. 抛光：通过抛光工艺对轧辊表面进行抛光，提高轧辊表面的光洁度和光亮度。
第三步：轧辊热处理轧辊磨削修复后，需要对轧辊进行热处理，以提高轧辊的硬度和耐磨性。
轧辊热处理主要包括以下几个步骤：1. 预热：将轧辊放入炉内进行预热，使轧辊温度均匀升高，准备进行热处理。
2. 淬火：将轧辊迅速放入冷却介质中，使轧辊迅速冷却，以获得高硬度和较高的强度。
3. 回火：将淬火后的轧辊进行回火处理，以消除淬火时产生的内应力和改善轧辊的韧性。
4. 退火：对回火后的轧辊进行退火处理，以减少残余应力，提高轧辊的稳定性。
第四步：轧辊抛丸清理轧辊热处理后，轧辊表面会产生一层氧化皮和残余的热处理渣。
为了保证轧辊的质量和使用寿命，需要对轧辊进行抛丸清理。
冷轧工作辊失效分析及其控制
冷轧工作辊失效分析及其控制
1. 前言
冷轧工作辊是冷轧轧机的关键部件，其失效会导致整个轧机停工，造成巨大的
经济损失。
因此，研究冷轧工作辊的失效原因及其控制方法，对于保障生产安全和提高生产效率具有重要意义。
2. 冷轧工作辊失效原因
2.1 疲劳裂纹
冷轧工作辊经过长期反复载荷作用后容易出现疲劳裂纹，引起辊套与轴颈接口
处局部应力增大，导致工作辊失效。
2.2 表面烧伤
在冷轧过程中，由于磨擦和压力等原因，工作辊表面容易出现高温，引起表面
烧伤，进而加速辊套材料的软化和疲劳裂纹的产生。
2.3 化学腐蚀
冷轧工作辊在冷轧过程中，由于长期浸泡在冷轧液中，易受化学物质的腐蚀，
导致表面出现蚀刻、穿孔等损伤，甚至引起裂纹。
3. 冷轧工作辊失效控制方法
3.1 合理选择材料
冷轧工作辊应选择高强度、高韧性、耐疲劳、耐磨损的材料以提高其使用寿命。
3.2 加强表面保护
冷轧工作辊表面应进行抛丸喷砂处理，形成均匀的抗疲劳层，延长工作辊的使
用寿命。
3.3 加强冷轧液管理
严格控制冷轧液的PH值、温度、浓度等参数，并及时更换冷轧液，减少化学
腐蚀。
4. 结论
冷轧工作辊失效是制约冷轧工艺高效稳定发展的主要障碍。
在实际生产过程中，可以通过合理材料选择、加强表面保护以及加强冷轧液管理等多种方法，有效控制冷轧工作辊失效，延长轧机设备使用寿命，降低生产成本，提高经济效益。
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轧辊的失效及其修复技术
摘要：轧辊生产率与生产成本都取决于轧制的生产质量，当轧辊不足供应，价格高时，整个轧辊都会磨损失效，这会导致大量的材料报废。
轧辊的修复是轧辊行业的主要问题。
过早磨损最常见轧辊失效的原因，轧辊的工作表面的硬度取决于耐磨性，正确的热处理符合辊的硬度要求。
轧机是轧辊变形的主要工具。
通过自己的材料和恶劣的工作条件，延长寿命需要修复技术，失效甚至报废。
概述了轧辊的工作条件、材料和失效，介绍了几种常见的修复技术。
关键词：冷轧辊热轧辊；失效修复；表面改性技术
引言
激光处理技术在钢铁工业中的应用越来越多。
随着钢铁工业的复苏和世界钢需求量的增加，我国的钢铁产量目前地位领先。
轧辊消费量大幅增加，进一步提高了产量和质量。
与此同时，各种新角色正在应用于钢铁行业。
因此，轧辊的修复和化是钢铁工作者和激光设备的一个重要问题。
减少组件消耗会对企业的生产成本和经济性产生积极影响，并提供显着的成本节约机会。
目前，激光用于加固和修复辊面，引起了业界的关注。
1轧辊的损坏形式
1.1正常磨损
轧辊金属微粒在轧制和磨削过程中辊身分离，工作层变薄，直径较小，吨位随磨辊次数的增加而减小。
如果直径太小，以致于表面硬度降低到某个特定值，则即使没有其他缺陷(自然磨损或正常磨损)，辊也无法继续工作。
这种磨损是可预见的，也是有风险的，最危险的损害通常是非正常磨损。
1.2非正常损坏
如果辊的直径和表面硬度仍处于连续运转状态，则由于另一个缺陷甚至断裂，无法使用，这称为“非正常”和“特殊损坏”，具体由：(1)表面裂纹。
冷轧辊
的裂纹分别为60%和20%，且裂纹的区域通常位于辊的中心。
裂缝有所不同的概
率大致相同。
轧辊的制造质量对裂缝的形成和扩大至关重要。
因此，减少裂纹是
提高轧辊的制造质量的关键。
例如，碎裂是轧槽经轧制过程中的冷热影响以及钢
坯的磨损较低，导致轧槽表面上出现网格裂纹，从而导致断裂。
冷却水压力不足
可能导致裂内部的汽化扩张力大，有助于增加裂缝。
不及时修磨，可能会出现碎
裂(掉肉)。
轧辊过程中瞬间断水时可能导致整个轧辊表面裂纹甚至断裂。
环裂主
要是由于压力过大或刚性合金强度低。
轧制力过大的原因有好几种，例如孔类型
选择差、坯料切头差、温度低和各架孔型中性差异。
严重磨损的辊面可能导致辊
的形状变化、辊之间的接缝变化、辊面平直度以及辊寿命缩短。
为此，应注意辊
面的磨损。
辊磨损形状复杂有各种磨损形式。
疲劳磨损(热和接触疲劳)：在轧制
过程中，轧辊会连续旋转，其表面会受到定期热冲击和接触应力的影响。
粘接磨损:在轧制区域中，辊在高温压力下与轧辊紧密相连，轧辊在轧件表面粘着，通
过发生脱落或向对偶表面转移材料，粘着磨损发生。
腐蚀磨损:乳化液被广泛用
作现代轧辊的润滑剂，轧辊磨损因化学作用而加剧，高温增加了磨损过程。
微动
磨损：轧辊与轧件之间的接触面处于边界或混合润滑状态，且处于摩擦特性突然
下降的阶段。
在这种情况下，摩擦具有明显的负阻尼特性，导致辊的自振，并在
相对较小的微动力学振动下产生轻微磨损。
其机制复杂，包括粘着、氧化、疲劳
和磨损。
2轧辊的修复
2.1感应加热淬火
是将工件放入具有足够功率输出的感应线圈中。
在直流高频磁场作用下，零件表面快速加热至钢相变临界温度以上，然后在冷却介质中快速冷却得到马氏体。
1950年代，感应加热和冷处理技术被应用于轧辊制造。
9Cr2Mo钢冷轧辊通过双频淬火，有效硬度层为17.5mm，硬度大于62H RC。
86crmov7锻钢辊经双频淬火处理的硬度为92至94 HSD(约64至65hrc)。
锻钢轧辊检测到淬火后表面硬度大
于100h(约66h RC)。
由于感应加热限于一定的表面深度，技术设备成本较高，不能保证所有的振动台都能得到均匀的表面淬火层，因此其发展受到限制。
2.2堆焊
是一种用于熔覆合金层中具有特定特征(如耐磨、耐腐蚀和耐热性)的零件表面。
堆焊技术修复轧辊后，堆焊层和主要材料可实现冶金结合，堆焊得到的表面厚度最大。
旧轧辊的修补和新型轧辊的制造已成为降低我国轧钢企业成本、提高效率的重要措施。
修复4cr5m osiv合金耐热轧辊，表面层硬度达到46h RC。
利用表面过渡层对45Cr4NiMoV钢卷进行表面修复，有效避免表面裂纹，表面层平均硬度可达52h2c左右，耐磨性比表面辊材料高得多。
对ZUB140NCrMo半钢热轧辊进行堆焊修复。
修复后的辊的寿命与新辊的寿命相同。
由于工艺复杂、生产率低、硬度低，轧辊容易在表面加工过程中产生裂纹、夹渣、焊瘤和脱落。
焊接前预热、层之间隔离和焊接后回火是必要的，这可能会导致工作条件恶化，并大大增加工艺成本。
这些限制限制了表面加工技术的发展。
2.3热喷涂技术
是从热源热熔化或半熔化的涂层材料。
然后使用高速气体分散细化并高速撞
击涂层材质的表面。
具有热影响的区浅变形较小；喷涂层的硬度大于堆焊(>70H RC)，KmT B Mn5W3合金抗磨铸铁的强度是电弧焊接表面强度的3~4倍。
该技术的
主要局限性在于涂层与基材强度低(约25MPa或80MPa以上，主要用于机械连接)、涂层有孔隙和残余应力、韧性低，加工质量差。
2.4激光表面改性
修理和强化轧辊的常用技术包括激光强化表面淬火、熔凝、激光、熔覆和合
金化。
激光淬火技术:用激光束照亮钢材料表面，迅速提高加工点以上的温度。
当激光被移除时，内部材料导热系数迅速冷却表面，形成马氏体，淬硬层获得。
激光淬火是最成熟、应用最广泛。
修理辊时，应注意加热速度快、淬火硬度高、
零件变形小(高频淬火1/3-1/10)、后续工作工作量低、无氧气、污染等。
采用该
技术，强化70Mn2Mo型材钢，硬度为65hrc，层深为0.6mm。
激光淬火后，高速
钢轧辊表面可达68.5H R硬度。
激光表面熔凝技术:基材表面通过激光熔化温度
加热。
移开激光束后，熔化层表面由于基热导率而迅速冷却。
采用激光熔凝技术加工辊时，熔凝层比激光淬火层的整个硬度层更深更硬。
熔凝后，峰值载荷时间可达700H V0.2或60~61HRC。
激光熔凝强化后达到70~85H S的硬度53-62HRC，将深度增加到2mm，并将辊的重量增加到钢重量的1.5-1.8倍。
NiCrMo半冷硬铸铁轧辊激光后硬度为65h RC，熔凝后硬度为70h RC。
激光表面熔覆:材料表面和基体面的预硬化表面通过激光加热迅速熔化后迅速凝固，形成涂层几乎相同的熔覆层。
激光表面熔覆广泛应用于轧辊的修复，因为它提供了高热量供应、低零件变形和零件整体粗糙度等优点。
3结语
修复失效轧辊是轧辊行业的主要问题。
传统的表面强化技术，如淬火、高频和中频淬火、电弧堆焊等。
从而不能有效提高辊面的耐高温性和韧性。
除上述技术外，激光强化技术的发展对辊的推广至关重要。
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