專利名稱：一種堆焊復(fù)合矯直輥及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種中厚板熱矯直機(jī)用的矯直輥。
背景技術(shù)：
中厚板熱矯直機(jī)矯直輥輥身應(yīng)具有抗扭、抗彎、抗疲勞沖擊的能力，輥面應(yīng)具有高硬度、高耐磨和抗腐蝕等特性，才能保證矯直鋼板質(zhì)量。我國(guó)傳統(tǒng)的中厚板熱矯直機(jī)矯直輥常以60CrMnMo、60CrMoV等軋輥鋼為材質(zhì)，整體鍛造后，通過熱處理來達(dá)到使用性能要求。這種矯直輥的缺點(diǎn)是，選用一種材質(zhì)整體鍛造而成，制造成本高，材質(zhì)的選擇主要以滿足輥面具有高硬度、高耐磨等性能為主，不能很好地滿足對(duì)輥面和輥身的不同性能要求，在使用過程中常常出現(xiàn)輥面工作層高溫硬度明顯下降、抗高溫氧化性能及耐腐蝕性低、磨損快、耐磨性低、輥面淬火層易產(chǎn)生龜裂、掉塊、微凸起硬點(diǎn)、粘結(jié)氧化鐵皮等問題，嚴(yán)重影響鋼板表面質(zhì)量，換輥周期短，磨削量大，使用成本高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決一種材質(zhì)整體鍛造生產(chǎn)矯直輥抗高溫氧化性能及耐腐蝕性低、磨損快、耐磨性低、輥面淬火層易產(chǎn)生龜裂、掉塊、微凸起硬點(diǎn)、粘結(jié)氧化鐵皮等問題。
一種堆焊復(fù)合矯直輥，選用合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo鍛鋼為母材制作輥身芯軸，其特征在于在矯直輥身表面上堆焊了5-15mm厚的工作層，工作層熔敷材料化學(xué)成分為C0.36～0.45％、Cr12.00～14.00％、Ni2.00～2.50％、Mo2.00～3.00％、W2.00～3.00％、Ti0.85～1.25％、Si≤1.50％、Mn≤2.00％、P≤0.035％、S≤0.03％。
堆焊復(fù)合矯直輥的制造工藝為1、制作芯軸選用合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo鍛鋼為母材制作輥身芯軸，根據(jù)矯直輥設(shè)計(jì)尺寸，輥身外徑預(yù)留堆焊工作層5-15mm，加工制作芯軸，調(diào)質(zhì)處理HB241～286。
2、堆焊工作層(1)芯軸預(yù)熱在電加熱爐內(nèi)以50℃/h溫升速度加熱，芯軸溫度達(dá)到300±10℃時(shí)，爐內(nèi)保溫3h。
(2)堆焊用1250型自動(dòng)埋弧堆焊設(shè)備，采用擺動(dòng)堆焊方式堆焊輥身工作層。選用材料化學(xué)成分為C0.36～0.45％、Cr12.00～14.00％、Ni2.00～2.50％、Mo2.00～3.00％、W2.00～3.00％、Ti0.85～1.25％、Si≤1.50％、Mn≤2.00％、P≤0.035％、S≤0.03％。配260焊劑為焊接材料。
堆焊速度150～250mm/h送絲速度60～150mm/h
芯軸轉(zhuǎn)速0.5r/min電弧電壓30～40V焊接電流380～400A焊劑烘干溫度300±10℃堆焊焊層層間溫度控制在300±20℃內(nèi)。
(3)焊后回火工作層堆焊完畢后，將矯直輥置于回火爐中，以50℃/h的溫升速度，升溫至400±10℃，保溫4h，隨爐冷卻至200℃時(shí)，出爐空冷，堆焊層硬度達(dá)到HS62～70。
本發(fā)明方法的特點(diǎn)1、輥身強(qiáng)度高、抗疲勞、抗腐蝕、抗沖擊性能強(qiáng)。以42CrMo鍛鋼為母材制作矯直輥的芯軸，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后，具有強(qiáng)度高和較高的抗疲勞極限、抗沖擊能力等特性，在交變矯直力矩作用下，抗疲勞斷裂性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于60CrMnMo、60CrMoV等軋輥鋼，滿足對(duì)矯直輥輥身性能的要求。
2、輥面硬度高、耐磨損、不易產(chǎn)生缺陷。輥面堆焊工作層材質(zhì)有效合金含量高達(dá)23％，優(yōu)于傳統(tǒng)材質(zhì)的合金含量，在高溫、水冷的條件下長(zhǎng)期運(yùn)行，耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、防蠕變、防粘結(jié)等性能得到明顯提高，具有二次硬化的傾向，在使用過程中硬度不但不降低，反而提高4～7HRC，并促使輥面硬度勻化，防止出現(xiàn)微凸起硬點(diǎn)，耐磨性提高，提高了輥面性能，保證了鋼板矯直質(zhì)量。
3、輥面不易發(fā)生脫層、掉皮現(xiàn)象。復(fù)合制造工藝能滿足焊接性能的技術(shù)要求，施焊性能好，不產(chǎn)生焊接缺陷，保證了在輥面堆焊的合金層不會(huì)脫層、掉皮，克服了整體鍛造矯直輥輥面淬火工作層易發(fā)生脫落、掉塊等缺陷。
4、制造成本低。輥芯軸材質(zhì)制造成本低于60CrMnMo、60CrMoV等軋輥鋼，降低了整個(gè)矯直輥的制造成本。
5、壽命長(zhǎng)、換輥周期長(zhǎng)、輥耗低；鋼板矯直質(zhì)量得到了保證；使用周期是傳統(tǒng)整體鍛造矯直輥的2-3倍，延長(zhǎng)了換輥周期；矯直產(chǎn)量得到提高。
6、可實(shí)現(xiàn)多次修復(fù)再生。當(dāng)堆焊工作層磨損后，重新堆焊工作層，實(shí)現(xiàn)復(fù)合矯直輥的修復(fù)再生。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一，選用合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo鍛鋼為母材制作輥身芯軸，在矯直輥身表面上堆焊了15mm厚的工作層，工作層熔敷材料化學(xué)成分為C0.36％、Cr12.00％、Ni2.00％、Mo2.00％、W2.00％、Ti0.85、Si≤1.50％、Mn≤2.00％、P≤0.035％、S≤0.03％。
實(shí)施例二，選用合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo鍛鋼為母材制作輥身芯軸，在矯直輥身表面上堆焊了10mm厚的工作層，工作層熔敷材料化學(xué)成分為C0.41％、Cr13.00％、Ni2.20％、Mo2.50％、W2.50％、Ti0.10、Si≤1.50％、Mn≤2.00％、P≤0.035％、S≤0.03％。
實(shí)施例三，選用合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo鍛鋼為母材制作輥身芯軸，在矯直輥身表面上堆焊了5mm厚的工作層，工作層熔敷材料化學(xué)成分為C0.45％、Cr14.00％、Ni2.50％、Mo3.00％、W3.00％、Ti1.25％、Si≤1.50％、Mn≤2.00％、P≤0.035％、S≤0.03％。
三個(gè)實(shí)施例都用1250型自動(dòng)埋弧堆焊設(shè)備，采用擺動(dòng)堆焊方式堆焊輥身工作層。配260焊劑為焊接材料。
堆焊速度150～250mm/h送絲速度60～150mm/h芯軸轉(zhuǎn)速0.5r/min電弧電壓30～40V焊接電流380～400A焊劑烘干溫度300±10℃堆焊焊層層間溫度控制在300±20℃內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種堆焊復(fù)合矯直輥，選用合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo鍛鋼為母材制作輥身芯軸，其特征在于在矯直輥身表面上堆焊了5-15mm厚的工作層，工作層熔敷材料化學(xué)成分為C0.36～0.45％、Cr12.00～14.00％、Ni2.00～2.50％、Mo2.00～3.00％、W2.00～3.00％、Ti0.85～1.25％、Si≤1.50％、Mn≤2.00％、P≤0.035％、S≤0.03％。
2.如權(quán)利要求1所述的一種堆焊復(fù)合矯直輥，其特征在于堆焊復(fù)合矯直輥的制造工藝為制作芯軸選用合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo鍛鋼為母材制作輥身芯軸，根據(jù)矯直輥設(shè)計(jì)尺寸，輥身外徑預(yù)留堆焊工作層5-15mm，加工制作芯軸，調(diào)質(zhì)處理HB241～286；堆焊工作層(a)芯軸預(yù)熱在電加熱爐內(nèi)以50℃/h溫升速度加熱，芯軸溫度達(dá)到300±10℃時(shí)，爐內(nèi)保溫3h；(b)堆焊用1250型自動(dòng)埋弧堆焊設(shè)備，采用擺動(dòng)堆焊方式堆焊輥身工作層，配260焊劑為焊接材料；堆焊速度150～250mm/h，送絲速度60～150mm/h，芯軸轉(zhuǎn)速0.5r/min，電弧電壓30～40V，焊接電流380～400A，焊劑烘干溫度300±10℃，堆焊焊層層間溫度控制在300±20℃內(nèi)；焊后回火工作層堆焊完畢后，將矯直輥置于回火爐中，以50℃/h的溫升速度，升溫至400±10℃，保溫4h，隨爐冷卻至200℃時(shí)，出爐空冷。
全文摘要
一種堆焊復(fù)合矯直輥及其制造工藝，屬于機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種中厚板熱矯直機(jī)用的矯直輥。矯直輥選用合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo鍛鋼為母材制作輥身芯軸，在矯直輥身表面上堆焊了5－15mm厚的工作層，工作層熔敷材料化學(xué)成分為C0.36～0.45％、Cr12.00～14.00％、Ni2.00～2.50％、Mo2.00～3.00％、W2.00～3.00％、Ti0.85～1.25％、Si≤1.50％、Mn≤2.00％、P≤0.035％、S≤0.03％。制造工藝上用1250型自動(dòng)埋弧堆焊設(shè)備，采用擺動(dòng)堆焊方式堆焊輥身工作層，配260焊劑為焊接材料。本矯直輥壽命長(zhǎng)、換輥周期長(zhǎng)、輥耗低，輥身強(qiáng)度高、抗疲勞、抗腐蝕、抗沖擊性能強(qiáng)，輥面硬度高、耐磨損，輥面不易發(fā)生脫層、掉皮現(xiàn)象，制造成本低，可實(shí)現(xiàn)多次修復(fù)再生。
文檔編號(hào)B23K35/30GK1736627SQ20051001179
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月26日
發(fā)明者閆曉強(qiáng), 楊德印 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)