轧辊表面修复技术及应用

轧辊表面修复技术及应用

当前,国内轧辊市场持续低弥,原材料价格上涨,导致生产成本增加,由于轧辊铸造技术含量不高,一些个体和私营企业纷纷上马生产,出现不正当竞争,使产品售价一降再降利润空间越来越小,市场竞争已由产品的质量竞争转变为价格竞争,这就要求企业最大限度的降低成本,提高成品率,在轧辊成品率上面,除要想办法减少大的铸造缺陷外,一些小的表面缺陷和辊径超差我们也应不断探索,争取采用先进的修复技术使之从报废的边缘变为满足用户使用要求的成品。

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经过多年的经验,轧辊的缩松、夹渣、砂眼、气孔及尺寸超差等缺陷可以通过焊补、刷镀、粘接、喷涂等技术进行修复,下面将各种修复技术在轧辊表面缺陷上的应用简单介绍一下。

1 焊补技术

它可以采用电焊机堆焊,首先将轧辊辊径表面缩松、夹渣部分用丙酮等清洗去杂质,气孔要见底,焊补前将烤箱加热至150~180℃,放入镍铁焊条烘烤2~3小时去潮,最好将轧辊表面预热,如果是已加工面,注意做好防护措施,防止焊花飞溅破坏表面粗糙度,焊接电流选为90-170安培,进行焊补时边焊边用铁刷等工具清除药皮,由于焊条熔点不是太高,故不能连续焊接,焊补宽度在15mm范围内,每焊100mm长要间歇一下,并用榔头敲击焊点,使之应力消除,防止出现焊裂,大面积堆焊后,应用石棉布保温减慢降温速度,然后上车床加工,再用外圆磨床磨削到尺寸要求。此种技术由于操作方便、设备简单、效率高,在轧辊修复上使用广泛,缺点为对一些细小的表面缺陷效果不是太好,而且二次金属与轧辊基体结合处颜色差异明显。

另外,焊补也可以采用专用的铸造缺陷修补机来进行,铸造缺陷修补机是应用电容充放电原理,电源工作在R-L-C充放电状态,在端子输出ms极上千安大电流。由于其作用時间极短(ms级),瞬时冲击电流极大,所焊补工件微区熔化、结合、焊牢,微区以外保持冷态,无热变形,无内应力,可直接手握、眼视,焊点准确。焊补材料即可采用黑色金属薄片或细丝,也可以采用轧辊基体的小于0.8mm的颗粒铁粉。操作步骤如下:①用电源正极接焊笔,负极接轧辊基体。②用打磨和丙酮擦洗的方法,清除轧辊和补材表面氧化层和油污层,根据修复情况选择补材(片、丝、粉)及材质。③调节电源:根据补材厚度将低频、高频开关置好,高频可焊0.1mm以下,低频焊补厚度0.2~0.3mm。幅度一般置于80%左右。④将焊头压住补材,踩动脚踏开关即可产生一个焊点,补材为轧辊基体铁粉时,焊笔先在孔位处做连续圆周运动,即空焊2-3周后将铁粉置于孔中,焊笔在充满铁粉的孔内做圆周运动,铁粉融化后再重新填满,焊笔再进行圆周焊补,直至将孔焊平;补材为φ0.1-0.5mm的焊丝时,将焊丝放入孔中,用焊笔将其熔焊,焊丝不断的进入孔中被熔焊直至缩孔被焊平;当补材为0.1-0.3mm的薄片时,将焊片置于孔中(大孔)或孔上面(小孔),用焊笔进行焊补,反复填充焊片直至被焊平。⑤焊补后,进行机械加工或用手握式电动工具修

整。利用修补机对砂眼、缩孔的修补效果良好,尤其是利用基体材料修补时,肉眼几乎看不出痕迹,但它的缺点就是效率低,所以适用于堆焊不能修补的缺陷,要求操作者工作时一定要有耐心,缓慢滚动焊头,适当调节压力,压力太小易产生火花,影响焊接效果。

2 刷镀技术

对于解决轧辊直径超差问题效果良好。刷度是依靠一个与阴极接触的垫或刷提供电镀需要的电解液,电镀时,垫或刷在被镀的阴极上移动,刷镀时采用直流电源,工作时将轧辊接电源的负极,镀笔接电源的正极,靠包裹着的浸满溶液的阳极在工作表面擦拭,刷度表面粗糙度应在1.6μm以上,溶液中的金属离子在轧辊表面与阴极接触的各点上发生放电结晶,并随时间增长镀层逐渐加厚。

刷镀工艺示意图如下图1:

铸铁轧辊刷镀工艺(如下表)

3 喷涂技术

就是把熔化的金属用高速气流喷敷在已经准备好的粗糙的轧辊表面上。目前,人们已开始尝试利用电弧熔化金属的电喷涂技术,对轧辊直径超差问题进行修复,它在喷涂时轧辊表面温度不超过70℃,因此不需加热,也不会产生应力和变形,同时可获得较大的加厚层。

先用喷砂或电火花将表面拉毛,使涂层表面粗糙,将轧辊装夹在机床卡盘上或顶尖间,喷枪装在刀架上,喷涂前切削和喷涂后切削以及在喷涂过程中的定位基准和装夹方法应保持一致,按喷涂设备说明书规定,选用合理的空气工作压力、电压、电流、喷射距离,零件旋转速度和钢丝直径,喷涂应连续进行,不可间断,喷涂的金属射流要尽量垂直于被喷表面,喷涂加工后的最小厚度为0.3mm,喷涂完毕,要对喷涂层进行检查,通常用榔头轻轻的敲击喷涂层,如发出清脆的声音,表示喷涂层结合良好,如果声音低哑,则喷涂层不够紧密,应除掉重喷,轧辊经喷涂后,表面较硬,加工时应选小的切削量进行车削,后再选粒度粗而软的砂轮进行磨削。喷涂工艺示意图如下图2:

4 粘接技术

轧辊非关键部位的针眼、气孔等缺陷可采用粘接技术,将镍铁铁粉与粘接剂混合或直接采用专用修补剂进行修补。

以上是对轧辊表面缺陷修复技术的简要介绍,在实际应用过程中,应根据具体情况来选择相应的修复方法,我相信只要我们不断探索,在实践中总结经验,必然会在轧辊表面缺陷的修复上不断创新,为轧辊行业做出自己应有的贡献!