一种高硬度冷、热轧辊的精密堆焊方法技术

本发明专利技术涉及一种高硬度冷、热轧辊的精密堆焊方法，其包括(1)选择模具钢熔敷金属成分，以制得冷轧辊辊面的硬度≥60HRC堆焊合金备用；(2)将上述步骤(1)堆焊后合金产物的盖面层上熔敷金属成分后备用；(3)将上述步骤(2)堆焊后的合金产物在≥280℃的预热和层间温度下堆焊；(4)将上述步骤(3)堆焊后的合金产物进行高温回火，对韧性要求更高的冷轧工作辊，进行二次高温回火。本发明专利技术构思合理，操作流程简单，既能满足冷轧辊，也能满足高强度钢板热连轧功能辊的硬面堆焊修复或复合制造，具有高可靠性、质量再现性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及精密焊接
，尤其涉及一种使用硬度要求多60HRC的高硬度冷乳辊、热连乳功能辊(含模具)为代表的耐磨件堆焊修复和复合制造的高硬度冷、热乳辊的精密堆焊方法。
技术介绍
近代具有高辊(模)面使用硬度要求的耐磨件日益增多。如:带钢、不锈钢；铝、铜、钛板材的可逆式乳机冷乳工作辊，平整、矫直等功能辊；60-100kg级高强度钢板热连乳卷取机助卷辊、夹送辊等功能辊。模具类则包括冷挤压、热挤压的工模具，如旋压模、挤压模等。随着近代乳制技术日益向高乳制强度，高速化、高温化(热连乳)，高乳材表面质量方向发展，上述耐磨件使用工况更趋恶劣。除要求堆焊层多60HRC的高硬度高韧性匹配和焊接性外，对熔敷金属的显微组织、晶粒度和宏观硬度不均匀性等均提出更高的要求，包括能实现较大厚度的埋弧堆焊。现实情况是:虽不乏上述耐磨件堆焊材料和工艺的研究及应用报道，但实际堆焊层硬度多在< 60HRC范围。不过近年来，专门针对多60HRC高硬度冷乳工作辊堆焊材料的研究也开始活跃于国内研究院所。其中，CN101722383 A专利含Co药芯焊丝堆焊冷乳工作辊，即是所取得的重要研究和应用成果之一。上述可知，有必要对现有技术作进一步改进。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种构思合理，操作流程简单，既能满足冷乳辊，也能满足高强度钢板热连乳功能辊的硬面堆焊修复或复合制造，具有高可靠性、质量再现性的高硬度冷、热乳辊的精密堆焊方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的:上述的一种高硬度冷、热乳辊的精密堆焊方法，其特征在于，所述精密堆焊方法具体包括以下步骤:(I)盖面层堆焊合金，即选择模具钢熔敷金属成分，以制得冷乳辊辊面的硬度彡60HRC堆焊合金备用；(2)过渡层堆焊合金，即将上述步骤(I)堆焊后合金产物的盖面层上熔敷金属成分后备用；(3)低热输入堆焊，即将上述步骤(2)堆焊后的合金产物在彡280°C的预热和层间温度下堆焊；(4)回火，即将上述步骤(3)堆焊后的合金产物进行高温回火，对韧性要求更高的冷乳工作辊，进行二次高温回火，以最终获得细晶组织。所述高硬度冷、热乳辊的精密堆焊方法，其中:所述步骤(I)盖面层堆焊合金中熔敷金属成分的质量百分比为碳0.4-1.0，铬2.0-6.0，硅1.0-1.5，锰1.0-2.0，钒0.2-1.0，钨6.0-10.0，钼 0.5-1.5，余量彡 1.5 的铁。所述高硬度冷、热乳辊的精密堆焊方法，其中:所述步骤(2)过渡层堆焊合金中熔敷金属成分的质量百分比为碳0.1-0.4，铬2.0-6.0，硅0.4-0.8，锰1.0-2.0，钒0.1-0.6，钼0.5-1.8，钨、镍、硼、钛< 1.5，余量为铁。所述高硬度冷、热乳辊的精密堆焊方法，其中:所述步骤(3)低热输入堆焊的焊接电压为23-25V，焊接电流为320-350A。所述高硬度冷、热乳辊的精密堆焊方法，其中:所述步骤(4)高温回火的回火温度为 600。。。所述高硬度冷、热乳辊的精密堆焊方法，其中:所述步骤⑷高温回火后获得的是宏观硬度不均匀性< ±1.5HRC，晶粒度为10-11级的细晶组织。有益效果:本专利技术构思合理，操作流程简单，既能满足冷乳辊，也能满足高强度钢板热连乳功能辊的硬面堆焊修复或复合制造，使用寿命普遍提高1-1.5倍，具有高可靠性、质量再现性。其中，堆焊层使用硬度可达60-65HRC，硬度不均匀性< ±1.5HRC，显微组织回火马氏体+弥散碳化物等，晶粒度10-11级，使用厚度可达15mm。本专利技术除满足多60HRC高硬度冷乳工作辊外，同时兼顾热连乳功能辊堆焊需要的高韧性埋弧堆焊材料。本专利技术的优点具体体现在以下几方面:(I)盖面层堆焊合金即能满足多60HRC冷乳辊辊面，又兼顾热连乳辊辊面耐磨、抗粘钢性、耐冷热疲劳和高温回火组织稳定性堆焊需要。(2)过渡层堆焊合金的合金成分、显微组织具有相适应性，通过合理的基材堆焊层硬度梯度设计，可避免应力作用下堆焊层剥落；(3)低热输入堆焊能有效抑制堆焊层熔敷金属粗晶化倾向，避免冷热裂纹，并为焊后回火细化晶粒创造条件；(4)高温回火可进一步改善枝状晶组织，促使残余奥氏体转变，碳化物等的析出和弥散化程度更充分和完全，获得10-11级晶粒度的细晶组织，宏观硬度不均匀性< ±1.MlRC0【具体实施方式】本专利技术高硬度冷、热乳辊的精密堆焊方法，具体包括以下步骤:(I)盖面层堆焊合金即选择模具钢熔敷金属成分，以制得冷乳辊辊面的硬度多60HRC堆焊合金备用，熔敷金属成分的质量百分比为碳0.4-1.0，铬2.0-6.0，硅1.0-1.5，锰1.0-2.0，钒0.2-1.0，钨 6.0-10.0，钼 0.5-1.5，余量彡 1.5 ；(2)过渡层堆焊合金即将上述步骤(I)堆焊后的合金产物的盖面层上熔敷金属成分后备用，熔敷金属成分的质量百分比为碳0.1-0.4，铬2.0-6.0，硅0.4-0.8，锰1.0-2.0，钒0.1-0.6，钼0.5-1.8，其他钨、镍、硼、钛等< 1.5，余量为铁；(3)低热输入堆焊即将上述步骤(2)堆焊后的合金产物进行低热输入堆焊，即在彡280°C的预热和层间温度下堆焊，控制堆焊的焊接电压23-25V，焊接电流320-350A ;(4)回火即将上述步骤(3)经堆焊后的合金产物进行600°C左右的高温回火，对韧性要求更高的冷乳工作辊，则需要二次高温回火，以最终获得宏观硬度不均匀性< ±1.5HRC，10-11级晶粒度的细晶组织。下面结合具体实施例对本专利技术作进一步描述:实施例1冷乳不锈钢可逆式乳机冷乳工作辊的堆焊复合制造材质:9Cr2Mo，尺寸0 155X620，使用直径0 130-(2 155。选择经调质处理的42CrMo辊坯进行堆焊复合制造。其盖面层堆焊药芯焊丝熔敷金属成分取本专利技术的上限值，焊丝直径0 2.8，焊接电压23-24V、电流320-330A ;焊后经二次高温回火后堆焊层使用硬度为 61-65HRC。实施例2:火箭壳体旋压模模面的预处理堆焊强化材质:9Cr2Mo，尺寸0 1200X2100 ;要求2100mm全模面堆焊预处理强化，使用硬度58-62HRC，硬化层使用厚度7mm。模面盖面层堆焊药芯焊丝熔敷金属为本专利技术的下限值，焊丝直径C 3.2，焊接电压25-26V、电流350-360A ;焊后经I次高温回火后使用硬度为59-62HRC。实施例3:60-100kg高强度钢板热连乳卷取助卷辊、夹送辊硬面堆焊修复。材质:50CrMo，尺寸0 380 X 2300，硬化层使用厚度7mm。盖面层堆焊药芯焊丝熔敷金属为本专利技术的下限值，焊丝直径0 3.2，焊接电压25-26V、电流350-360A;焊后经I次高温回火后使用硬度为59-62HRC。本专利技术高硬度冷、热乳辊的精密堆焊方法步骤简单、合理，能满足高强度钢板热连乳功能辊的硬面堆焊修复或复合制造，使用寿命普遍提高1-1.5倍；为堆焊企业提供了一种在现场堆焊生产条件下，耐磨件具有高可靠性、质量再现性的堆焊技术集成的途径和案例，适于推广与应用。【主权项】1.一种高硬度冷、热乳辊的精密堆焊方法，其特征在于，所述精密堆焊方法具体包括以下步骤: (1)盖面层堆焊合金 即选择模具钢熔敷金属成分，以制得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高硬度冷、热轧辊的精密堆焊方法，其特征在于，所述精密堆焊方法具体包括以下步骤：(1)盖面层堆焊合金即选择模具钢熔敷金属成分，以制得冷轧辊辊面的硬度≥60HRC堆焊合金备用；(2)过渡层堆焊合金即将上述步骤(1)堆焊后合金产物的盖面层上熔敷金属成分后备用；(3)低热输入堆焊即将上述步骤(2)堆焊后的合金产物在≥280℃的预热和层间温度下堆焊；(4)回火即将上述步骤(3)堆焊后的合金产物进行高温回火，对韧性要求更高的冷轧工作辊，进行二次高温回火。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段立人，杨震，赵尔旭，俄家齐，宋庆，刘宏威，陈卓，
申请(专利权)人：湖北万安通复合再制造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42