[發明專利]一種軋輥等離子3D打印再制造設備及再制造方法

在審

• 申請號: 201610121697.7
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105618753A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 華云峰;程國君;郝勇;魏志宇
• 申請（專利權）人: 中研智能裝備有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 景麗娜

技術領域

本發明屬于快速成型技術領域，尤其是涉及一種軋輥等離子3D打印再制造設備及 再制造方法。

背景技術

軋輥是軋鋼廠軋鋼機上的重要零件，利用一對或一組軋輥滾動時產生的壓力來軋 碾鋼材。它主要承受軋制時的動靜載荷、磨損和溫度變化的影響。軋輥包括芯部(也稱輥芯， 包括輥軸和輥頸)和同軸布設在芯部外側的輥身外層(也稱外層或工作層)。復合軋輥的輥 身外層和芯部用不同材質制作，兩種材質之間為冶金結合，輥身外層為工作層且其外表面 為輥面，軋輥既能滿足軋機對輥身耐磨性、抗熱疲勞等性能的要求，同時又保證了芯部和輥 頸的強韌性。復合軋輥的輥身外層和芯部材質主要根據軋輥所在機架對其使用性能的具體 要求選定。常用的復合軋輥的輥身外層材料有冷硬鑄鐵、無界冷硬鑄鐵、球墨鑄鐵、高鉻鑄 鐵、合金鋼、半鋼、高鉻鋼、高速鋼、硬質合金等；芯部常用材料為灰鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼、鍛 鋼。

軋輥(如熱軋輥)是軋鋼過程中最主要的易損件，實際使用過程中，要承受復雜的 冷熱疲勞、熱氧化和高溫磨損等作用，使得軋輥輥面很容易磨損，尺寸超差時必須停機換 輥。軋輥的使用壽命在很大程度上決定軋鋼的生產效率和成本。為此，人們正在采取各種工 藝手段對尺寸超差的軋輥進行再制造，實現再次使用，降低成本。

目前，對軋輥進行再制造時，主要采用的是激光熔覆方法。如2006年7月5日公開的 公開號為CN1796602A的中國發明專利“一種修復大型軋輥的方法”中公開了一種采用堆焊 技術和激光熔覆技術相結合進行軋輥再制造的方法，其中堆焊采用低合金、中低碳的焊接 材料，激光熔覆采用高碳、高合金材料。2008年8月27日公開的公開號為CN101249510A的中 國發明專利“一種修復的軋輥及修復軋輥的方法”中，公開了一種先進行機械切削得到輥 芯，再激光熔覆得到梯度輥身的再制造方法。2011年8月17日公開的公開號為CN102154643A 的中國發明專利“激光快速成形修復復合軋輥方法”中，公開了一種采用X射線在線檢測并 利用同軸送粉方式進行激光熔覆的軋輥再制造方法。2014年9月3日公開的公開號為 CN104018032A的中國發明專利“一種激光熔覆修復熱軋輥的熔覆材料及方法”中，公開了一 種激光熔覆TiC硬質相和鎳基合金自熔粉Ni60A進行熱軋輥再制造的方法。

但目前，所采用的激光熔覆再制造軋輥的方法，主要存在以下三方面問題：

第一、激光熔覆設備價格昂貴，同時，由于設備核心器件激光器系統的壽命短、價 格高，更換、維護成本高，使得采用激光熔覆再制造軋輥的成本非常高；

第二、激光熔覆再制造軋輥過程中，需要對熔池進行惰性氣氛保護或全部過程在 保護氣氛中進行。如對熔池進行惰性氣氛保護時，熔池降溫過快，使熔覆層的應力較高，同 時，也容易導致粉末材料飛散，使熔化不充分，導致再制造的軋輥性能差，甚至開裂報廢。如 果軋輥再制造過程在保護氣氛中進行，由于軋輥尺寸大、重量大，在保護氣氛中的裝夾過程 復雜、時間長，將導致激光熔覆再制造軋輥的效率低；

第三、激光熔覆再制造設備沒有配置加工系統，再制造的軋輥表面粗糙度很高，不 能直接應用于軋鋼生產線上。