9Cr5MoV轧辊钢激光熔覆修复试验浅析

肖俊青+万笛

摘 要：軋辊是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。9cr5mov钢是含铬量在5%左右的高碳合金钢，含铬量高，形成了硬度高且弥散分布的碳化物[1]，具有良好的淬透性和耐磨性。它主要承受轧制时的动静载荷，磨损和温度变化的影响。激光熔覆，是一种新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝，并显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素[2]。

关键词：轧辊；轧钢机；试验

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.042

本文结合激光熔覆加工工艺，对9Cr5MoV轧辊钢表面凹坑缺陷的修复进行浅析，以选用合适修复参数。

1 试验材料与方法

本试验针对基材为9Cr5MoV的轧辊钢进行，其表面硬度≥64HRC，选用AB两组相同轧辊，表面加工出直径10mm，深5mm的凹坑缺陷，数量为3个，淬火深度单边20mm。具体试验方法如下：

预热：A组工件整体预热120℃，B组工件整体预热200℃表面打磨三个凹坑缺陷，并用究竟擦拭干净。

熔覆：

A组熔覆参数见表1，（注意熔覆顺序）先围绕小坑中心走一圈，熔覆层外沿不超过凹坑最边缘，熔覆层中心刚好重叠；搭接第一个圆，光斑中心对准凹坑边线，再走一圈；中心开光3秒送粉熔覆；最后再熔覆层外圈和中间点间隙处走一圈，即修补完成；接头处适当搭接，高出部分在下一圈熔覆前打磨平整。

B组熔覆参数见表，逐层进行铺粉熔覆，在凹坑较深时，铺粉范围不能超出凹坑外沿；进行2～3层熔覆后，合金层与工件表面高度差不超过1mm时，可大面积铺粉，直到把凹坑中心全部补平；

（1）消除应力热处理：100℃保温8小时；

（2）抛磨：工件完全冷却后，进行表面抛磨；

（3）探伤：对工件修补区域进行着色探伤（图1）。

2 结果分析

A组探伤后发现三个凹坑底部均分布细小裂纹，边缘存在点状缺陷，高硬度材料表面熔覆时，基材本身熔覆性较差，易受预热温度，熔覆层数影响。

B组探伤后缺陷表面范围内未见明显缺陷，其表面细小光斑裂纹为停光熔覆缺陷，凹坑修复成功。

3 结论

轧辊修复激光表面改性技术普遍存在处理后材料表层存在裂纹等缺陷。合金化工艺参数、合金化层成分和基体均对合金化层裂纹有重要影响。碳化物类型、大小及其分布对轧辊的硬度及耐磨性有非常重要的影响。在修复过程中，轧辊体积庞大，冷却速度大于一般机械零件，光斑周围易形成较大温度梯度，导致修复表面残余应力突出，此为产生裂纹的原因之一。应该选用合金元素物理化学性能，热膨胀系数差异较小的熔覆合金修复，以提高轧辊覆层质量，提高表面性能。

参考文献：

[1]陈建礼.cr5型冷轧辊锻造辊坯研制[J].锻压技术，2006（02）：10-12.

[2]俞誓达，陈菡.我国轧辊业现状及发展中应重视的问题[J].钢铁，2007，42（07）：1-6.

作者简介：肖俊青（1988-），男，湖北仙桃人，本科，助理讲师，研究方向：材料加工学。endprint