9Cr5MoV軋輥鋼激光熔覆修復(fù)試驗(yàn)淺析

肖俊青+萬(wàn)笛

摘 要：軋輥是軋鋼機(jī)上的重要零件，利用一對(duì)或一組軋輥滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力來(lái)軋碾鋼材。9cr5mov鋼是含鉻量在5%左右的高碳合金鋼，含鉻量高，形成了硬度高且彌散分布的碳化物[1]，具有良好的淬透性和耐磨性。它主要承受軋制時(shí)的動(dòng)靜載荷，磨損和溫度變化的影響。激光熔覆，是一種新的表面改性技術(shù)。它通過(guò)在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝，并顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性的工藝方法，從而達(dá)到表面改性或修復(fù)的目的，既滿足了對(duì)材料表面特定性能的要求，又節(jié)約了大量的貴重元素[2]。

關(guān)鍵詞：軋輥；軋鋼機(jī)；試驗(yàn)

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

本文結(jié)合激光熔覆加工工藝，對(duì)9Cr5MoV軋輥鋼表面凹坑缺陷的修復(fù)進(jìn)行淺析，以選用合適修復(fù)參數(shù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

本試驗(yàn)針對(duì)基材為9Cr5MoV的軋輥鋼進(jìn)行，其表面硬度≥64HRC，選用AB兩組相同軋輥，表面加工出直徑10mm，深5mm的凹坑缺陷，數(shù)量為3個(gè)，淬火深度單邊20mm。具體試驗(yàn)方法如下：

預(yù)熱：A組工件整體預(yù)熱120℃，B組工件整體預(yù)熱200℃表面打磨三個(gè)凹坑缺陷，并用究竟擦拭干凈。

熔覆：

A組熔覆參數(shù)見表1，（注意熔覆順序）先圍繞小坑中心走一圈，熔覆層外沿不超過(guò)凹坑最邊緣，熔覆層中心剛好重疊；搭接第一個(gè)圓，光斑中心對(duì)準(zhǔn)凹坑邊線，再走一圈；中心開光3秒送粉熔覆；最后再熔覆層外圈和中間點(diǎn)間隙處走一圈，即修補(bǔ)完成；接頭處適當(dāng)搭接，高出部分在下一圈熔覆前打磨平整。

B組熔覆參數(shù)見表，逐層進(jìn)行鋪粉熔覆，在凹坑較深時(shí)，鋪粉范圍不能超出凹坑外沿；進(jìn)行2～3層熔覆后，合金層與工件表面高度差不超過(guò)1mm時(shí)，可大面積鋪粉，直到把凹坑中心全部補(bǔ)平；

（1）消除應(yīng)力熱處理：100℃保溫8小時(shí)；

（2）拋磨：工件完全冷卻后，進(jìn)行表面拋磨；

（3）探傷：對(duì)工件修補(bǔ)區(qū)域進(jìn)行著色探傷（圖1）。

2 結(jié)果分析

A組探傷后發(fā)現(xiàn)三個(gè)凹坑底部均分布細(xì)小裂紋，邊緣存在點(diǎn)狀缺陷，高硬度材料表面熔覆時(shí)，基材本身熔覆性較差，易受預(yù)熱溫度，熔覆層數(shù)影響。

B組探傷后缺陷表面范圍內(nèi)未見明顯缺陷，其表面細(xì)小光斑裂紋為停光熔覆缺陷，凹坑修復(fù)成功。

3 結(jié)論

軋輥修復(fù)激光表面改性技術(shù)普遍存在處理后材料表層存在裂紋等缺陷。合金化工藝參數(shù)、合金化層成分和基體均對(duì)合金化層裂紋有重要影響。碳化物類型、大小及其分布對(duì)軋輥的硬度及耐磨性有非常重要的影響。在修復(fù)過(guò)程中，軋輥體積龐大，冷卻速度大于一般機(jī)械零件，光斑周圍易形成較大溫度梯度，導(dǎo)致修復(fù)表面殘余應(yīng)力突出，此為產(chǎn)生裂紋的原因之一。應(yīng)該選用合金元素物理化學(xué)性能，熱膨脹系數(shù)差異較小的熔覆合金修復(fù)，以提高軋輥覆層質(zhì)量，提高表面性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳建禮.cr5型冷軋輥鍛造輥坯研制[J].鍛壓技術(shù)，2006（02）：10-12.

[2]俞誓達(dá)，陳菡.我國(guó)軋輥業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展中應(yīng)重視的問題[J].鋼鐵，2007，42（07）：1-6.

作者簡(jiǎn)介：肖俊青（1988-），男，湖北仙桃人，本科，助理講師，研究方向：材料加工學(xué)。endprint