一种连铸辊的等离子弧熔覆修复方法技术

本发明专利技术公开了一种连铸辊的等离子弧熔覆修复方法，其步骤包括：对连铸辊进行初步检查，然后去除连铸辊表面疲劳层，进行磁粉探伤和超声波探伤，采用机械式混粉器按比例配制Ni45与WC混合合金粉末，将混合合金粉末与乳白胶按比例混合搅拌，将混合合金粉末涂刷在连铸辊基材表面，通过等离子弧熔覆设备，采用等离子弧单道扫描预涂合金粉末形成合金层，用车床或磨床精加工得到满足工艺要求的连铸辊。本发明专利技术与现有技术相比具有明显提高连铸辊使用寿命，降低合金消耗，耐热性强，工艺简单，可控性强，成本低，能耗低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机械零件的修复方法，尤其涉及。
技术介绍
连铸辊是现代炼钢厂板坯连铸系统的重要部件之一，在连铸生产线各工作段中都有应用。连铸辊在工作中的早期损伤，严重影响连铸机的连续生产，同时辊子的磨损和破坏也使板坯产品质量下降，生产成本提高。连铸辊的材质主要是35 CrMo或42CrMo钢，经精铸、锻坯、调质热处理以及精加工而成。在工作中，连铸辊一方面要承受上千摄氏度高温钢坯的鼓肚力和静压力而引起的循环载荷，另一方面还要承受喷淋冷却水的交变热循环作用，因此连铸辊使用一段时间后，其破坏形式除不同程度的磨损、腐蚀和弯曲变形外，辊面也将产生较严重的龟裂状热裂纹。当裂纹的深度和长度超过辊体材料所能允许的某一极限时，在使用过程中将导致突发的失稳断裂事故。连铸辊经常磨损和损坏，不仅造成直接生产成本增加，更重要的是直接影响连铸机的作业率。钢坯连铸机连铸辊的使用寿命短，是钢铁企业普遍存在而且亟待解决的技术难题。针对上述问题，国内外开展了多方面的研究工作，通常采用的办法是规定一个安全的使用周期，定期停机检查和更换连铸辊。更换下来的连铸辊，需要经过修复后方能再次使用。目前，连铸辊主要采用堆焊技术进行修复，如埋弧堆焊、明弧堆焊、带极堆焊等，但是由于堆焊焊丝成分、质量及堆焊技术本身特点等问题，实际生产中容易在修复后的连铸辊中存在夹渣、气孔、裂纹等缺陷，严重影响了修复后连铸辊的使用寿命。同时，焊接过程导致连铸辊基材的变形量大等问题，也影响了连铸辊修复的成品率。堆焊技术已经无法完全满足钢铁企业对于修复的连铸辊长寿命、高质量的要求，迫切需要一种低能耗、低成本、环保、工艺可控性强的连铸辊修复方法。
技术实现思路
鉴于上述现状，本专利技术的目的在于提供一种可提高连铸辊使用寿命，降低消耗，抗氧化性强，而且工艺简单，可控性强，无污染、成本低，生产率高的连铸辊的等离子弧熔覆修复方法。本专利技术修复方法包括如下步骤 1、检测连铸辊表面磨损部位以及疲劳损伤程度； 2、依据疲劳损伤情况对连铸辊的表面进行车削处理，去除连铸辊表面的疲劳层，车削量为I 3mm ； 3、对车削后的连铸辊表面及内部缺陷进行磁粉探伤和超声波探伤检测； 4、对连铸辊基材成分进行检测，根据检测结果按比例选取Ni45、WC合金粉末，其中Ni45合金粉末占总质量的96 98%，WC合金粉末占总质量的2% 4%，将Ni45合金粉末与WC合金粉末放入机械式混粉器中，混合I 2小时后得到Ni45与WC混合合金粉末；5、将上述混合合金粉末与乳白胶按重量比为15 201混合搅拌，搅拌后的混合合金粉末具有一定粘度且无结块，然后将混合合金粉末均匀地涂刷在连铸辊基材表面，预涂层厚度为2 4mm，自然干燥； 6、将上述带有预涂层的连铸辊固定在等离子弧熔覆设备加工机床上，机床主轴匀速旋转，等离子弧对连铸辊进行单道扫描，等离子弧熔覆的工艺参数为工作电流为180 200A，工作电压为18 20V，扫描宽度为4mm，扫描速度为25(T350mm/min，搭接率5%，喷嘴距离工件3mm，用氩气为保护和电离气体，保护气体量18L/min，电离气体量13L/min，在连铸辊表面熔覆Ni45与WC混合合金粉末，熔覆层厚度为1. 5 3. 5mm ; 7、将熔覆后连铸辊，进行精加工至符合连铸辊的尺寸公差和粗糙度要求，并对加工后的熔覆层选用磁粉和超声波进行表面探伤检测，即修复完毕。在本专利技术中，所述的Ni45合金粉末为60 160目。 在本专利技术中，所述的WC合金粉末为80 325目。在本专利技术中，其中步骤(7 )中，将熔覆后连铸辊，进行精加工，并选用磁粉或超声波进行表面探伤有缺陷后，可再次通过等离子弧熔覆Ni45与WC混合合金粉末进行局部修补。本专利技术是利用在连铸辊基材表面预涂Ni45与WC粉末合金涂层，通过高能等离子弧加热涂覆涂层，涂层因吸收大量的热能而快速熔化、分解、电离，并把部分热量传递给连铸棍基材，使基材表面一薄层金属同时被加热到熔融状态。熔化的涂层合金粉末与连铸棍表面金属形成共同的熔池，熔池以“液珠”的形式存在，熔池“液珠”在金属表面张力、气体动力、等离子弧吹力及重力的共同作用下，于连铸辊表面铺展开来，气体上浮，当等离子弧移开后，在基材和空气的双重作用下，快速凝固结晶，实现高性能合金粉末与基材的冶金结合，并获得细化的组织，在连铸辊表面形成弥散分布WC颗粒增强的耐高温磨损、抗氧化合金层，明显提高了修复后连铸辊的使用性能和寿命。另外，本专利技术工艺简单，可控性高，修复后不需要热处理，可降低连铸辊修复中对合金材料的消耗量，同时可进行多次修复，节省合金材料，无污染，生产效率高。具体实施例方式下面将结合实施例，对本专利技术作进一步地说明。实施例I 本实施例以修复材质为35CrMo、尺寸为Φ230πιπιΧ618mm的连铸辊为例，首先对需要修复的材质为35CrMo的连铸辊进行初步检查；然后采用车削的方法去除连铸辊表面疲劳层2mm,进行磁粉探伤和超声波探伤，确保连铸辊表面和基材无裂纹严重的缺陷，将连铸辊的外径加工成Φ 226mm ;采用机械混合方法，将按比例选用60目的Ni45合金粉末与80目的WC合金粉末放入机械式混粉器中充分混合，混合时间为I. 5小时后，得到Ni45与WC混合合金粉末，其中合混合金粉末的混合比例为Ni45合金粉末占总质量的96%,WC合金粉末占总质量的4%，将混合合金粉末与乳白胶按重量比为17 1混合，搅拌均匀，搅拌后的合金粉末具有一定粘度且无结块，然后将混合合金粉末均匀地涂刷在连铸辊基材表面，预涂层厚度为3. 5mm,自然干燥，将带有预涂层的连铸辊固定在等离子弧熔覆设备加工机床上，机床主轴匀速旋转，等离子弧对连铸辊进行单道扫描，等离子弧熔覆的工艺参数为工作电流为190A，工作电压为19V，扫描宽度为4mm，扫描速度为250mm/min，搭接率5%，喷嘴距离工件3mm,用IS气为保护和电离气体,保护气体量18L/min,电离气体量13L/min,在连铸棍表面熔覆Ni45与WC合金粉末，熔覆层厚度为3mm;进行精加工，将熔覆后的连铸辊精车Imm;然后采用磁粉和超声波进行表面探伤，表面公差检查，合格后，获得尺寸、表面工艺均满足要求的连铸辊。实施例2 以修复材质为42CrMo、尺寸为Φ230πιπιΧ618mm的连铸辊为例，首先对需要修复的材质为42CrMo的连铸辊进行初步检查；然后采用车削的方法去除连铸辊表面疲劳层3mm，进行磁粉探伤和超声波探伤，确保连铸辊表面和基材无裂纹等严重的缺陷，将连铸辊的外径加工成Φ 224mm ;采用机械混合方法将按比例选用80目的Ni45合金粉末及120目的WC合金粉末放入机械式混粉器中充分混合，混合时间为2小时，得到Ni45与WC混合合金粉末，其中混合合金粉末的混合比例为Ni45合金粉末占总质量的97%，WC合金粉末占总质量的3%，将混合合金粉末与乳白胶按重量比为16 1混合，搅拌均匀，搅拌后的混合合金粉末具有一定粘度且无结块，然后将混合合金粉末均匀地涂刷在连铸辊基材表面，预涂层厚度为4_，自然干燥，将带有预涂层的连铸辊固定在等离子弧熔覆设备加工机床上，机床主轴匀速旋 转，等离子弧对连铸辊进行单道扫描，等离子弧熔覆的工艺参数为工作电流为200A，工作电压为20V，扫描本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连铸辊的等离子弧熔覆修复方法，包括如下步骤：（1）检测连铸辊表面磨损部位以及疲劳损伤程度；（2）依据疲劳损伤情况对连铸辊的表面进行车削处理，去除连铸辊表面的疲劳层，车削量为1～3mm；（3）对车削后的连铸辊表面及内部缺陷进行磁粉探伤和超声波探伤检测；（4）对连铸辊基材成分进行检测，根据检测结果按比例选取Ni45、WC合金粉末，其中Ni45合金粉末占总质量的96~98%，WC合金粉末占总质量的2%～4%，将Ni45合金粉末与WC合金粉末放入机械式混粉器中，混合1～2小时后得到Ni45与WC混合合金粉末；（5）将上述混合合金粉末与乳白胶按重量比为15~20：1混合搅拌，搅拌后的混合合金粉末具有一定粘度且无结块，然后将混合合金粉末均匀地涂刷在连铸辊基材表面，预涂层厚度为2~4mm，自然干燥；（6）将上述带有预涂层的连铸辊固定在等离子弧熔覆设备加工机床上，机床主轴匀速旋转，等离子弧对连铸辊进行单道扫描，等离子弧熔覆的工艺参数为：工作电流为：180～200A，工作电压为：18～20V，扫描宽度为：4mm，扫描速度为：250~350mm/min，搭接率5%，喷嘴距离工件3mm，用氩气为保护和电离气体，保护气体量18L/min，电离气体量13L/min，在连铸辊表面熔覆Ni45与WC混合合金粉末，熔覆层厚度为：1.5～3.5mm；（7）将熔覆后连铸辊，进行精加工至符合连铸辊的尺寸公差和粗糙度要求，并对加工后的熔覆层选用磁粉和超声波进行表面探伤检测，即修复完毕。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明鹰，
申请(专利权)人：秦皇岛格瑞得节能技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：