專利名稱：一種鋁線桿連鑄連軋輥的修復方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于連鑄連軋輥技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種鋁線桿連鑄連軋輥的修復方法。
背景技術(shù)：
鋁線桿連鑄連軋是生產(chǎn)鋁桿、鋁線的常用方法。由于鋁線桿連鑄連軋的孔型一般 為橢-圓-橢_圓交替變化，鋁線桿連鑄連軋輥(以下簡稱軋輥)工作面要受到上游高溫 來料的切削和沖擊作用；另外，高溫下的鋁還容易黏附到軋輥的工作表面，反復粘扯，產(chǎn)生 疲勞，軋輥工況環(huán)境非常惡劣，軋輥往往軋制鋁桿至1000噸左右就報廢，使用壽命不長，大 量報廢的連鑄連軋鋁線桿軋輥被直接作為廢鋼回收到鋼鐵廠進行重新熔煉，鋁桿生產(chǎn)廠家 消耗成本較高，成為鋁線桿生產(chǎn)廠家的一個主要的消耗成本。軋輥的快速失效不僅影響到 工廠的生產(chǎn)效益，同時亦會影響生產(chǎn)進度。常用的鋁線桿連鑄連軋輥的材質(zhì)一般為彈簧鋼或模具鋼，即使使用這些高品質(zhì)的 材質(zhì)，軋輥也容易失效，通常的失效形式是表面毛化和磨損，將導致軋輥的尺寸超差或影響
表面質(zhì)量。造成產(chǎn)品失效的主要原因是軋輥工作面表面硬度不夠、表面光潔度較低、孔型容 易磨損和打毛等。通常解決這一問題的主要方法是通過對軋輥進行高頻淬火和低溫回火 等組合方法，如“一種軋輥與矯直輥表面淬火的方法及淬火設(shè)備”(CN97119827.6)專利技 術(shù)，但空氣中高頻淬火往往會導致表層大量氧化而使修復工作難以進行，且淬火后加工比 較困難。另一種修復方法是在表面熱噴涂一層耐熱合金(司劍郭凡熱噴涂修復軋輥的研 究，交通科技與經(jīng)濟2000年3期)，但由于熱噴涂的溫度較高，容易導致產(chǎn)品變形，影響最終 產(chǎn)品的尺寸精度。為了克服被修復的產(chǎn)品變形缺點，同時還需提高其抗磨性。還有人采用 激光處理軋輥表面(黃根哲宋善女劉小東宋程文李鐵軋輥激光表面處理后的顯微組織及 性能《金屬熱處理》2009年03期)，但激光處理會在工作面形成許多微坑，影響工作面的光 潔度，線桿高速軋制過程中，易造成軋輥工作表面粘著磨損。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種能顯著降低生產(chǎn)成本、使用壽命 長、精度不受影響、抗疲勞和抗粘鋁性能高的鋁線桿連鑄連軋輥的修復方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是先取下游間隔道次孔型磨損后報 廢的鋁線桿連鑄連軋輥，進行車、銑和精磨，使孔型尺寸達到上游間隔道次的要求，光潔度 為V9級以上；再將經(jīng)上述機械加工后的鋁線桿連鑄連軋輥在300°C 650°C條件下滲氮 0.5 10小時，隨爐自然冷卻至室溫 200°C，出爐；然后對滲氮處理后的鋁線桿連鑄連軋 輥的工作面進行噴丸處理。其中銑和精磨是銑到離最終形狀尚有+0. 5mm的加工余量時，用成型砂輪磨至最 終尺寸；滲氮是采用高頻高壓等離子滲氮。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明采用的機械加工工藝，是為鋁線桿連鑄連軋輥 (以下簡稱軋輥)滲氮處理做好前期準備工作，滲氮處理工藝是在保證溫度低于軋輥鋼奧氏體化溫度的同時，還能在軋輥工作面的徑向和寬度方向形成致密、均勻的氮化物，減少粘 鋁，提高了軋輥工作面的耐磨性和抗疲勞性。經(jīng)X射線、掃描電子顯微鏡和能譜分析表明，在軋輥工作面形成的氮化物均勻、致 密，厚度為2 3微米。組成成分主要為氮化鐵，在高壓等離子體的轟擊下，氮化物層和軋輥 鋼基體之間形成一種微觀上呈鋸齒形的界面，這種鋸齒形界面能夠保證氮化物層與鐵基體 之間的良好結(jié)合，提高氮化物層的抗疲勞性能。另外，致密氮化鐵的形成，可以隔離鋼(鐵 元素)和鋁的接觸，一定程度上降低了基體的溫度，同時避免鋼和鋁高溫接觸時形成Al3Fe 相，而且鋁和氮化鐵的相溶性差，能夠有效降低熱鋁桿工件對鋁桿軋輥的粘著。本發(fā)明對廢舊軋輥進行修復，能夠使報廢的舊軋輥重復使用，其使用壽命超過普 通新軋輥壽命2倍以上；而成本僅為制造新軋輥的1/2。所采用的表面滲氮處理提高了工 作面的抗疲勞性能和光潔度，在較低溫度下在軋輥工作面形成致密、均勻的氮化物涂層，減 少粘鋁，提高工作面的耐磨性、抗疲勞性。因此，本發(fā)明所修復的軋輥具有成本低、抗疲勞、抗粘鋁和使用壽命長的特點。該 方法適用于彈簧鋼、模具鋼、高速鋼等多種材質(zhì)的軋輥修復。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的描述，并非對保護范圍的限制。實施例1一種鋁線桿連鑄連軋輥的修復方法。取下游間隔道次孔型磨損后報廢的鋁線桿連 鑄連軋輥(以下簡稱軋輥，實施例名稱除外)，即用下游最后機架的第13機架廢舊軋輥，該 軋輥孔型尺寸為6 6. 5mm，先進行車、銑和精磨，使孔型尺寸達到上游間隔道次的要求，即第 11機架孔型尺寸為6 8mm，光潔度為▽ 9級以上；再將經(jīng)上述機械加工后的軋輥在500°C 650°C條件下滲氮0. 5 2小時，隨爐自然冷卻至室溫 100°C，出爐；然后對滲氮處理后的 軋輥工作面進行噴丸處理。其中銑和精磨是銑到離最終形狀尚有+0. 5mm的加工余量時，用成型砂輪磨至最 終尺寸；滲氮是采用高頻高壓等離子滲氮。經(jīng)本實施例修復得到的軋輥，其使用壽命為新制造的該道次軋輥壽命的2倍；修 復成本低于新制造的該道次軋輥成本的1/2。實施例2一種鋁線桿連鑄連軋輥的修復方法。取下游間隔道次孔型磨損后報廢的鋁線桿連 鑄連軋輥，即用下游第11機架廢舊軋輥，該軋輥孔型尺寸為6 8mm，先進行車、銑和精磨，使 孔型尺寸達到上游間隔道次的要求，即第9機架孔型尺寸為小10mm，光潔_ 9級以上； 再將經(jīng)上述機械加工后的軋輥在300°C 550°C條件下滲氮2 10小時，隨爐自然冷卻至 100 200°C，出爐；然后對滲氮處理后的軋輥工作面進行噴丸處理。其余同實施例1經(jīng)本實施例修復得到的軋輥，其使用壽命為新制造的該道次軋輥壽命的2. 1倍； 修復成本低于新制造的該道次軋輥成本的1/2。實施例3一種鋁線桿連鑄連軋輥的修復方法。取下游間隔道次孔型磨損后報廢的鋁線桿連 鑄連軋輥，即用下游的第9機架廢舊軋輥，該軋輥孔型尺寸為 10mm，先進行車、銑和精磨，使孔型尺寸達到上游間隔道次的要求，即第7機架孔型尺寸為小13mm,光潔度為V9級以 上；再將經(jīng)上述機械加工后的軋輥在450°C 600°C條件下滲氮1 5小時，隨爐自然冷卻 至室溫 100°C，出爐；然后對滲氮處理后的軋輥工作面進行噴丸處理。其余同實施例1。經(jīng)本實施例修復得到的軋輥，其使用壽命為新制造的該道次軋輥壽命的2. 2倍； 修復成本低于新制造的該道次軋輥成本的1/2。本具體實施方式
采用的機械加工工藝為下一步滲氮處理做好前期準備工作，滲氮 處理工藝是在保證溫度低于軋輥鋼奧氏體化溫度的同時，還能在軋輥工作面的徑向和寬度 方向形成致密、均勻的氮化物，減少粘鋁，提高了軋輥工作面的耐磨性和抗疲勞性。經(jīng)X射線、掃描電子顯微鏡和能譜分析表明，在軋輥工作面形成的氮化物均勻、致 密，厚度為2 3微米。組成成分主要為氮化鐵，在高壓等離子體的轟擊下，氮化物層和軋輥 鋼基體之間形成一種微觀上呈鋸齒形的界面，這種鋸齒形界面能夠保證氮化物層與鐵基體 之間的良好結(jié)合，提高氮化物層的抗疲勞性能。另外，致密氮化鐵的形成，可以隔離鋼(鐵 元素)和鋁的接觸，一定程度上降低了基體的溫度，同時避免鋼和鋁高溫接觸時形成Al3Fe 相，而且鋁和氮化鐵的相溶性差，能夠有效降低熱鋁桿工件對鋁桿軋輥的粘著。本具體實施方式
對廢舊軋輥進行修復，能夠使報廢的舊軋輥重復使用，其使用壽 命為新制造的該道次軋輥壽命的2倍以上；修復成本低于新制造的該道次軋輥成本的1/2。 所采用的表面滲氮處理提高了工作面的抗疲勞性能和光潔度，在較低溫度下在軋輥工作面 形成致密、均勻的氮化物涂層，減少粘鋁，提高工作面的耐磨性、抗疲勞性。因此，本具體實施方式
所修復的軋輥具有成本低、抗疲勞、抗粘鋁和使用壽命長的 特點。適用于彈簧鋼、模具鋼、高速鋼等多種材質(zhì)的軋輥修復。
權(quán)利要求
一種鋁線桿連鑄連軋輥的修復方法，其特征在于先取下游間隔道次孔型磨損后報廢的鋁線桿連鑄連軋輥，進行車、銑和精磨，使孔型尺寸達到上游間隔道次的要求，光潔度為9級以上；再將經(jīng)上述機械加工后的鋁線桿連鑄連軋輥在400℃～650℃條件下滲氮0.5～10小時，隨爐自然冷卻至室溫～200℃，出爐；然后對滲氮處理后的鋁線桿連鑄連軋輥的工作面進行噴丸處理。FSA00000139455400011.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁線桿連鑄連軋輥的修復方法，其特征在于所述的銑和精磨 是銑到離最終形狀尚有+0. 5mm的加工余量時，用成型砂輪磨至最終尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁線桿連鑄連軋輥的修復方法，其特征在于所述的滲氮是采 用高頻高壓等離子滲氮。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁線桿連鑄連軋輥的修復方法。其技術(shù)方案是先取下游間隔道次孔型磨損后報廢的鋁線桿連鑄連軋輥，進行車、銑和精磨，使孔型尺寸達到上游間隔道次的要求，光潔度為級以上；再將經(jīng)上述機械加工后的連鑄連軋輥在300℃～650℃條件下滲氮0.5～10小時，隨爐自然冷卻至室溫～200℃，出爐；然后對連鑄連軋輥的工作面進行噴丸處理。其中銑和精磨是銑到離最終形狀尚有+0.5mm的加工余量時，用成型砂輪磨至最終尺寸；滲氮是采用高頻高壓等離子滲氮。本發(fā)明所修復的鋁桿連鑄連軋輥具有成本低、抗疲勞、抗粘鋁和使用壽命長的特點。該方法適用于彈簧鋼、模具鋼、高速鋼等多種材質(zhì)的鋁線桿連鑄連軋輥的修復。
文檔編號B23P23/04GK101856778SQ20101018330
公開日2010年10月13日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者朱遠志 申請人:武漢科技大學