70mn2粗轧辊的激光熔凝处理试验研究

《70mn2粗轧辊的激光熔凝处理试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、70Mn2粗轧辊的激光熔凝处理试验研究肖上工刘建华摘要：采用5KW横流C02激光器对70Mn2粗轧辊进行了激光熔凝处理。使其硬度，耐磨性得到提高，延长了轧辊的使用寿命。并可推广到其他的型钢生产工艺中。主题词：轧辊：激光一、前言涟钢带钢厂系涟钢集团公司下属的主体轧钢厂之一，产品为(2．0—5．O)×(140—275)mm热轧卷带，用作焊管坯、冷轧带钢坯、五金工具用钢等。系国内重点窄带生产厂家，产品在我国南方市场有广泛影响和知名度。深受用户欢迎和喜爱。年生产能力为40万吨，其主要工艺设备(314连轧)为：蓄热式加热炉l座立辊除鳞机l套粗轧机组1组中轧机组、1组(一立二平一立二平)

2、精轧机组l组(二立六平)1999年轧辊消耗5．33Kg／t，高于全公司平均水平(3Kg／t)，居全公司五个轧钢厂辊耗之首位。为降低带钢厂的辊耗，涟钢集团公司与华中理工大学(今华中科技大学的前身之一)于1999年10月签定了“轧辊激光表面处理工艺”技术开发合同，激光加工成套设备安装在带钢厂备品跨内。二、激光加工成套设备简介采用武汉华工激光公司生产的HGL一98型5KWC02横流激光器和相应的数控淬火机床(图1)激光器由光学谐振腔、壳体、电源控制系统、自动充排气系统、电阻箱、真空泵、风机、冷却系统等组成。图1HGL-98型5KW激光淬火机床正在工作作者筒介：肖上工，多年来从事钎钢

3、，钎具的生产，研究与开发，近年来主要从事激光技术的应用与开发。曾任涟源钢铁集团有限公司钢铁研究所所长，技术中心常务副主任，华菱涟钢集团公司副总工程师；中国钢协钎钢钎具协会常务理事。高级工程师(研究员级)。激光器技术参数为：①．激光波长：10．6p,m②．激光功率：额定输出功率5KW③．功率调节范围：0．5—5KW④．功率不稳定度：≤±3％⑤．最大用电量：50KVA采用该校研制成功的华中一I型数控系统。三、激光熔凝处理所谓激光熔凝处理，是以高功率密度(105—10aw／cm2)的激光，在极短的时间内(10一2一lO-3s)与金属交互作用，使金属表面局部区域在瞬间被加热到相当高的

4、温度使之熔化，随后，借助冷态金属基体的吸热和传导作用，使得已熔化的表层金属快速凝固。熔凝得到的是细小的铸态组织，其硬度较高，耐磨性亦较好。鉴于带钢厂粗轧辊(材质为70Mn2)在十分恶劣的条件下工作，它承受着十分复杂的交变载荷与冲击。以及急冷急热的工作条件。故从其使用要求出发，除要求其具有足够的强韧性外。对其耐磨性、耐热裂性、抗剥落性以及抗热冲击性进行综合考虑，选择了激光熔凝处理工艺。四、处理工艺1、轧辊表面进行除油、去锈处理；2、待处理表面均匀喷上一层合金粉末乳剂，用热风吹于。3、熔凝处理工艺如下：①、激光输出功率：3．8-4KW②、光斑直径：*6ram③、机床螺距：4．5m

5、m④、机床转速：0．4转，分4、处理前后硬度(HSD)处理前：37处理后：755、熔凝层深度：3ram处理好的轧辊(见图2)图2已经激光处理的租轧辊(轧130x240醑面莲'五、使用效果2002年6月10日。经激光熔凝后的粗轧辊投入试用(图3、图4)。6月26日下线，图3经激光熔凝处理的l租轧辊表面圈4装上激光处理辊的粒耳轧机正在过钢239属——一过钢量约2．8万吨，：经检查，最大磨损量约量提高2倍。7姗’曼_：妻粤。六、分析与讨论具体情况如下：新槽直旧槽直磨损量轧辊号轧辊道次径rllln径mmmm第一道中445未用O上辊第二道qA483q咐773第三道cI)484未用0第一

6、道日叫惦2(b4553．5中辊第二道舛6lm4543．5第三道中500中4905．O第一道中445‘p4326．5下辊第二道舛83未用O第三道舛84西4327．0轧槽允许磨损量一般为lOmm。过钢量一般为2万吨。在冷却条件较好．不易产生因打滑而卡钢的上辊第二道表面．在轧辊下线后仍可看见经激光处理的痕迹．此时磨损量为3mm。(见图5)图5租轧辊换下后。上辊第二道表面仍可看到激光处理后的痕迹轧辊毫米过钢量：处理前最大磨损量lOmm，过钢量2万吨；处理后最大磨损量为7mm，过钢量2．8万吨。这样一来每磨损lmm的过钢量从2000t提高4000t．平均毫米过钢—■蕾麓—矿240钢材轧

7、制过程实质上是一个挤压成形过程，是轧件在高温条件下，承受轧辊巨大的压力，发生高温塑性变形，从而得到具有所需要几何形状的坯或材。高温轧件与轧辊接触必然将温度传导给轧辊使轧辊发热。为防止轧辊在轧制过程中产生发热和粘钢，通常采用水冷却轧辊。当冷却水量不足或轧制工艺所限时．轧辊发热是必然的。此时，轧辊的温度一般为300—4000C。同时。粗轧辊在轧制过程中要承受1000多吨的轧制压力，甚至更高，这就要求轧辊首先具备足够高的强度及硬度。另一方面要求轧辊应具有很好的耐冷热疲劳性、耐高温性能及耐磨性。导致轧辊表面失效