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| 主要工艺： | 喷砂-喷涂-后处理 |
|---|---|
| 基本参数： | 压力 距离 |
| 供货地： | 广州 |
| 镀层厚度： | 1 |
| 产品用途： | 耐磨防腐 |
| 产地： | 广州 |
1、轧辊失效分析
对轧辊辊颈磨损部位分析表明，辊颈主要是磨损失效，前期以磨粒磨损为主，后期是以疲劳磨损为主。辊颈磨损到一定程度后，轧辊回转中心将发生变化，出现振摆，线材断头率增高，直至轧辊失效。因此，尽量提高其抗磨损能力或延长在允许极限磨损的状态下服役，是延长轧辊工作寿命的关键。
2、轧辊修复工艺的选用
2.1、电弧堆焊修复，
电弧堆焊采用小电流短电弧，焊前将思颈预热到660℃，施焊过程中不低于400℃，选用铸铁芯合金铸铁焊条Z284。电弧堆焊虽能保证耐磨性，但工艺复杂，生产效率低，劳动条件差。因铸铁含碳量高，焊接性差，虽采取焊后缓冷等工艺措施，但常出现白口组织、微裂纹和较大残余应力。从断轴磨片显微组织观察中发现，堆焊层中的熔合区虽只有0.2mm左右，但其组织是铸态和晶粒十分粗大的过热组织。过热区中也有晶粒粗大的组织。白口组织、过热的粗大晶粒以及基体内残余应力是产生微裂纹和断轴的主要原因。
2.2、热喷涂修复
热喷涂是一种极为重要的材料表面处理工艺，其原理是将涂层材料熔化，用高速气流使之雾化成极细颗粒，以很高速度喷射到工件表面，形成涂层。涂层具有耐磨损、耐蚀、抗氧化等性能。此外，修复件的基体材料在喷涂中受热不多，升温未超过相变点，基组织和性能未发生变化，基体内残余应力小，基本上克服了电弧堆焊产生的缺点。
3、热喷涂工艺
3.1、涂层设计
涂层设计前应进行修复件失效分析，找出失效原因，并判断使用喷涂修复的可能性与经济性，以及分析涂层可能产生的破坏形式及破坏后可能引起的后果。
3.1.1、喷涂材料的选择和涂层厚度的确定
因轧辊工作条件恶劣，又是关键零件，故涂层设计为双层结构，即先喷结合层，再喷工作层。结合层采用镍铝复合粉F505(镍铝重量比为75:25)，其特点是每个粉末颗粒中的镍铝均为单独存在，平时镍与铝不发生反应，当受热温度高于620℃时，发生强烈放热化学反应。此外，铝氧化时会产生更多热量，当粉末与工件接触的瞬时温度高达900℃以上时，镍可扩散到基体材料中，形成原子扩散结合。用等离子喷涂后，涂层密度为5～6g/cm3，熔点1538℃，硬度为60～70HRC。工作粉采用国产镍基合金粉末G102，综合力学性能好，但价格较高。按工件允许极限磨损量和加工余量确定，加工余量选为0.2mm。为防止因收缩过大而造成脱壳，喷涂层厚度定为1.00mm。
3.1.2、技术要求
涂层显微结构应是平行的迭层状组织，疏松多孔，孔隙率不应高于25%；抗拉结合强度不应低于35MPa，抗剪结合强度不低于130MPa，涂层硬度不低于50HRC；涂层内层和基体表面应为压应力，外表层拉应力不应过大。
3.2、热喷涂工艺
3.2.1、喷涂前的预处理。因涂层与基体是机械结合而非冶金结合，所以喷涂前基体表面状态对涂层结合力影响极大。轧辊修复采用酸洗去氧化皮，碱水去油污。为了增加结合力，基体表面还应采用粗糙化处理即在辊颈表面车螺纹（P=1mm），粗糙化处理既可去掉辊颈表面疲劳层和磨损层，还可增加结合面积（比车光面增大46%），增大了机械咬合力，对增加结合强度很有利。在不需喷涂的表面霜刷一层石灰水，不需喷涂的孔、槽等处用粉笔都塞。
3.2.2、喷涂参数;喷涂距离：110mm，喷涂角度：90°：喷枪移动速度为4mm/min，喷后无风空冷
3.2.3、喷涂后处理。为保证使用时要求的尺寸精度和Ra值，喷涂后进行磨削。为防止磨削时磨粒嵌入涂层孔隙，工作时损伤工作面，精磨前在涂层表面用石蜡进行封孔处理，石蜡也起到切削润滑作用。喷涂后的辊颈在电炉中加热至300度，保温1h后，能提高涂层与基体间的结合强度（约1.5倍）。在切削加工前，用机油（加热至90度）将涂层侵润1h，可提高涂层的减摩性。
3.2.4、轧辊辊颈喷涂工艺过程。预热180度-外圆直径160mm车至直径159.2正负0.1mm--喷镍铝复合粉F505，单面厚度0.2mm--喷镍基合金粉G102，喷后尺寸为直径161址负0.15mm。
4、试验结果
从涂层金相显微组织看到，涂层中合金粉为扁平状与辊颈表面凹凸处产生机械咬合，孔隙率为25%。因氧化、氮化，涂层中存在氧化物和氮化物，还发现夹杂着一些比合金粉平均直径小得多的球状物，这可能是极细小的粉末在飞到辊颈表面时受大颗粒的阻碍未能变形而保留下来。喷涂层是具有迭层状，方向性很高的结构。结合层与基体间的抗拉结合强度为25MPa，抗剪结合强度为130PMa，可满足轧辊工作要求。涂层的多孔性可贮存润滑油，轧辊转动使孔隙内外形成压力差，迫使油析出形成均匀油膜，可减轻磨损，耐磨性比用电弧堆焊提高3～4倍。试验表明在干摩察下喷涂层耐磨性不高。涂层硬度高于喷涂材料硬度，有利于耐磨损；涂层硬度高，但强度较低，韧度差，且存在一些残余庆力；切削加工性较差。这些问题尚需进一步改进。经过1500h工作试验，辊颈磨损很小，且未发生断轴事故，取得了较好的经济和社会效益。
