一種提升軋機切分輪使用壽命的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于軋機零件切分輪制備及其再生制造領域，具體涉及軋機切分輪及其再 生制造工藝。
【背景技術】
[0002] 切分導衛箱是實現棒線材切分軋制的關鍵部件，其中的切分輪是核心部件。切分 車L制較單線軋制，其產量高、節約能源、降低成本，如二切分輪能提高產量170%、能耗降低 30 %、成本降低30 %;三切分輪能提高產量210 %、能耗降低45 %、成本降低45 %。但切分輪 工作環境惡劣，切刃與l〇〇〇°C左右的高溫軋件接觸；冷卻水又使切分輪處于交變急冷急熱 狀態中；高速行進的軋材會使切刃產生強烈磨損；另外，切刃還要承受來自軋件的沖擊載 荷，使得切分輪的使用壽命短、消耗量大、更換頻繁，并已成為目前制約鋼材生產的瓶頸之 一。工作中，切分輪直接與紅鋼接觸，其關鍵性能是要求其工作面應具有良好的耐磨性、高 溫強度等，以提高其使用壽命。目前在實際生產中，多運用高級合金鋼作為切分輪材料，其 優點是耐磨性好、高溫強度高，如首鋼用的切分輪材料是W6M〇5Cr4V2,但是這種材料在熱處 理和機磨加工中較困難；安徽凱得利機械模具有限公司所使用的切分輪材料為Cr6W2Si， 這種材料常用于機用刀片切割銅、鋁等軟金屬，耐磨性不足；合肥東方節能科技股份有限公 司所用切分輪材料為Crl2M〇V，該材料具有高耐磨性、高抗腐蝕性和高尺寸穩定性等優點， 但是由于切分輪長時間在高溫狀態下使用，仍具有一定的磨損。目前，僅有個別廠家采用諸 如表面鍍膜等方法提高其使用壽命，而采用微合金化、切分輪修復和再生制造等技術以提 高其使用壽命的方法，則未見報道。
[0003]微合金化是提升材料硬度和耐磨性的一種良好方法，通常添加一點合金元素就可 以大幅度提高合金的機械性能。合金元素中，添加少量合金元素鎢可極大提高合金的耐磨 性；加入微量元素鉻可以形成合金滲碳體，有利于鋼耐磨性的提高。欲提高材料的使用壽 命，也可以采用表面修復工藝，充分利用和發揮材料的自身價值，其中堆焊就是一種簡單快 速的方法。該方法是利用電焊或氣焊法把金屬熔化，使金屬材料堆敷在工具或機器零件上， 從而實現材料表面改性的一種經濟和快速的工藝方法。目前，堆焊技術廣泛應用于各工業 部門的零件修復中，通常用來修復磨損和崩裂部分，但是至今未發現將堆焊用于切分輪的 相關報道。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是為了解決切分輪在服役時磨損嚴重、壽命短、替換頻繁等問題，提 供一種提升軋機切分輪使用壽命的方法。
[0005]本發明解決技術問題，采用如下技術方案：
[0006]本發明提升軋機切分輪使用壽命的方法，其特點在于：
[0007] 為提升軋機切分輪使用壽命，對原切分輪材料Crl2M〇V進行微合金化處理，在合 金配料及熔煉時添加金屬元素鎢，以進行微合金化后的Crl2M〇V作為制造切分輪的材料； 在制造切分輪時，將原切分輪的尺寸增大；在切分輪磨損至無法使用時，通過切削減小切分 輪尺寸的方式使切分輪再生或通過以堆焊工藝填補磨損部分的方式使切分輪再生。
[0008] 其中，在Crl2MoV中添加金屬元素鎢的質量百分比為0.5%?0.8%。
[0009] 在制造切分輪時，將原切分輪的尺寸增大是指將原切分輪的斜刃直徑（即外輪廓 尺寸）增大14?16_。
[0010] 在切分輪磨損至無法使用時，通過切削減小切分輪尺寸的方式使切分輪再生是指 通過機械加工的方法切削去除切分輪外圍，使切分輪斜刃直徑減小1. 5?2_，去除切分輪 磨損部分，以實現切分輪再生。
[0011] 在切分輪磨損至無法使用時，通過以堆焊工藝填補磨損部分的方式使切分輪再生 的方法為：
[0012] 將(p4.〇mm的D322鈦鈣型堆焊焊條預熱至300?350°C，烘干lh;將切分輪預熱 至400?450°C，保溫2h;在電流為160?190A的交流電源下，對切分輪的磨損部位進行 堆焊，使完成堆焊后的磨損部分高于切分輪外周2mm，在堆焊過程中保持切分輪溫度不低于 300°C、焊條溫度在300?350°C;完成堆焊后在160?200°C保溫2h，然后將堆焊后的磨損 部分高于切分輪外周的部分去除。
[0013] 本發明與現有技術相比，具有以下三個方面的特征：
[0014]1、在原材料中進行了微合金化處理。原切分輪的使用材料為Crl2M〇V，原切分輪 的硬度通常為HRC45?60。由于合金元素鎢具有高強度、高硬度、高耐磨性和高熔點等特 點，且其高溫強度好。鎢加入鋼中可與碳形成碳化物，而碳化物具有高的硬度、耐磨性和難 溶性。因此，為了提高切分輪的耐磨性，本發明技術在熔煉過程中添加了合金元素鎢，即在 原切分輪材料Crl2M〇V的基礎上添加質量百分比為0. 5%?0. 8%的金屬鎢，以提高其耐磨 性和紅硬性。經檢驗，少量金屬鎢加入Crl2MoV中后，切分輪的平均硬度達HRC60?63,可 較大幅度提高其耐磨性，增加其使用壽命。
[0015] 2、采用了修復再生制造工藝。本發明在切分輪設計時，為了增加其重復使用次數， 創造性地在一般切分輪尺寸的基礎上增大其外輪廓尺寸14?16_ ;當切分輪工作使用一 段時間，表面出現一定程度的不規則磨損后，采用機械切削的方法每次將切分輪斜刃直徑 減小1. 5?2mm，便可繼續使用。生產實踐表明，增大或改小切分輪尺寸幾乎不影響軋件切 分時的精度，本發明方法在實際生產中完全可行。切分輪正常磨損后，一般可再進行5次切 削加工，相當于在原切分輪基礎上增加5倍的壽命，可充分利用切分輪的使用價值，極大地 降低其生產成本，取得顯著的經濟效益。
[0016] 3、使用了堆焊再生制造技術。切分輪在經過5次機械加工和重復使用后，不能繼 續服役時，通過在其工作面進行堆焊，可以使切分輪繼續正常使用。實踐證明，使用堆焊再 生技術至少可以再次提高切分輪1倍的使用壽命。
[0017] 與已有技術相比，本發明具有以下有益效果：
[0018]1、本發明以進行微合金化后的Crl2M〇V作為制造切分輪的材料，顯著提高了切分 輪的耐磨性。添加合金元素后，切分輪由以前的1天一換，變成1.5天左右一換，降低了切 分輪的維修費用，延長了其使用壽命；
[0019] 2、本發明通過增加切分輪的尺寸，結合切削和堆焊兩種再生方法，使得切分輪的 使用壽命可至少增加6倍，切分輪的利用率大大提高；
[0020] 3、本發明通過添加合金元素、引入再生制造工藝等一系列創新，使得切分輪的使 用壽命提高了 7?8倍，生產成本大大降低，顯著提高了企業的經濟效益。
【具體實施方式】
[0021] 本發明的目的是為了解決切分輪在服役時磨損嚴重、壽命短、替換頻繁等問題，為 此，在原切分輪材料Crl2MoV合金的基礎上添加0. 5%?0. 8%的金屬元素鎢，并且通過改 變切分輪尺寸和使用切削和堆焊的兩種再生制造工藝，以顯著提高其使用壽命。（本發明主 要針對二三切分輪，以下簡稱為切分輪。）
[0022] 本發明與現有技術相比，具有以下三個方面的特征：
[0023] 1、在原材料中進行了微合金化處理。原切分輪的使用材料為Crl2M〇V，原切分輪 的硬度通常為HRC45?60。由于合金元素鎢具有高強度、高硬度、高耐磨性和高熔點等特 點，且其高溫強度好。鎢加入鋼中可與碳形成碳化物，而碳化物具有高的硬度、耐磨性和難 溶性。因此，為了提高切分輪的耐磨性，本發明技術在熔煉過程中添加了合金元素鎢，即在 原切分輪材料Crl2M〇V的基礎上添加質量百分比為0. 5%?0. 8%的金屬鎢，以提高其耐磨 性和紅硬性。經檢驗，少量金屬鎢加入Crl2MoV中后，切分輪的平均硬度達HRC60?63,可 較大幅度提高其耐磨性，增加其使用壽命。
[0024] 軋機切分輪材料微合金化處理的生產工藝為：包括感應電磁爐冶煉、鋼包爐精 煉、VD/RH真空脫氣、連鑄，得到軋機切分輪的化學組分經過微合金化后的質量百分比為： C1.45%?1.70%，Si<0.40%，Mn0.3%?0.5%，S<0.030%，P&l