浅谈辊子堆焊材料的选择和工艺

浅谈辊子堆焊材料的选择和工艺设计

浅谈辊子堆焊材料的选择和工艺设计〔2〕

轧辊堆焊相比其它方式所具有的的优势首先，堆焊可以在轧辊外表熔敷一定厚度的金属层，在轧辊的服役周期结束时，利用对轧辊进行修复再制造。这样做，可以延长了轧辊的整体使用寿命。其次，只要母材是可焊性尚可的材质，那么就可以按工况要求来选择适宜的外表堆焊材料，来设计轧辊，例如，提高轧辊外表的抗蚀性和耐磨性、抗热疲劳性能。相比其他传统材料，焊后的轧辊已经证实具有更长的使用寿命及更优越的使用性能，将确保所轧制的产品的质量具有更高的一致性，一般均可提高1～3倍的使用寿命。轧辊的母材可以根据应用要求确定适宜的机械性能，使用的工作面只是堆焊的增强面，所以只要将堆焊面的材质选用抗蚀、耐磨或抗热疲劳的材料,起到了“好钢用在刀刃上〞的作用，也大大降低了轧辊的制造本钱。

浅谈辊子堆焊材料的选择和工艺设计〔3〕浅谈辊子堆焊材料的选择和工艺设计〔4〕浅谈辊子堆焊材料的选择和工艺设计〔5〕轧辊堆焊材料的选择设计的要点：堆焊材料的选择要根据被焊轧辊的母材、堆焊层的质量要求、堆焊设备条件〔轧辊大小，预热和层间温度的实施条件、热处理及堆焊作业性〕及本钱等予以综合考虑。焊材选定顺序通常如下：1、轧辊母材的可焊性，不必按通常“等强度的原那么〞选择满足力学性能要求要求的焊丝，首先应确定待堆焊的母材的碳含量，高碳成分的基材可以采取在基材和堆焊层之间使用缓冲层或过渡层加以改善；另外假设碳含量大于1.0那么视为不具有可焊性。但是，这种极端情况也可以采取增加过渡层或镶套，加装具有保护作用的含有更多可焊成分的“辊套〞。堆焊的合金焊丝可以用于辊套，那么轧辊依然可以使用，例如适用于切边辊。2、工况条件：只有了解工况才能正确选择适宜的焊接材料，无论堆焊层具有什么样的性能，都要应对钢坯、钢带的高温环境；轧辊的温度在传送的各个环节之间都会有波动，这意味着堆焊层需要具备一定的抗热疲劳特性；冷却水最常使用在钢厂的各个领域，这也会加大热循环的效应，冷却水通常会含有一定量的腐蚀性物质，如氟化物、钙或盐具有高度的腐蚀性，当辊道间静态温热干透状态的轧辊混合时，容易形成局部的点蚀和腐蚀。因此，堆焊层需要具有一定的抗蚀特性。浅谈辊子堆焊材料的选择和工艺设计〔8〕浅谈辊子堆焊材料的选择和工艺设计〔4〕通过进一步的研究，开发出一系列的含有马氏体的“超铬〞合金的轧辊堆焊材料。图2和图3展示了这种材料耐磨及耐热疲劳特性与其它轧辊材料的比照。多种材料的比照试验的成功使得堆焊手段成为复合轧制造设计不可分割的一局部冶金轧辊和工艺辊多处于高温、冷热交变载荷的恶劣工况条件下工作，要求辊子工作外表具有良好高温强度和高温耐磨性、红硬性和抗热疲劳性能、抗腐蚀性能。辊面的微观结构对辊的性能具有重大影响。特别是保持高水平奥氏体及δ铁素体微观结构的连铸辊，因其耐磨性能、抗蚀性能及抗疲劳裂纹性能不良而导致整体性能不佳，实际上，熔覆层的微观结构很少予以描述，主要是因为全焊成分〔或消耗成分〕与熔敷成分之间存在潜在的差异。舍弗勒图说明大多数焊接材料的规格范围可以导致一系列的基层微观结构〔见图2〕。这些材料的微观结构具有马氏体特点，但是第二相的类型和比例会差异很大。另外，碳化物形成元素和焊后热处理，会影响微观结构内部的碳化物和第二相的出现及分布。这也证实了连铸辊堆焊的不可控性和连铸辊外表最正确微观结构的不确定性。可幸的是这种熔敷层的化学成分及其微观结构变动可以通过不一致的堆焊实践得以综合。

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