一种提升轧机切分轮使用寿命的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于轧机零件切分轮制备及其再生制造领域，具体涉及轧机切分轮及其再 生制造工艺。
【背景技术】
[0002] 切分导卫箱是实现棒线材切分轧制的关键部件，其中的切分轮是核心部件。切分 车L制较单线轧制，其产量高、节约能源、降低成本，如二切分轮能提高产量170%、能耗降低 30 %、成本降低30 %;三切分轮能提高产量210 %、能耗降低45 %、成本降低45 %。但切分轮 工作环境恶劣，切刃与l〇〇〇°C左右的高温轧件接触；冷却水又使切分轮处于交变急冷急热 状态中；高速行进的轧材会使切刃产生强烈磨损；另外，切刃还要承受来自轧件的冲击载 荷，使得切分轮的使用寿命短、消耗量大、更换频繁，并已成为目前制约钢材生产的瓶颈之 一。工作中，切分轮直接与红钢接触，其关键性能是要求其工作面应具有良好的耐磨性、高 温强度等，以提高其使用寿命。目前在实际生产中，多运用高级合金钢作为切分轮材料，其 优点是耐磨性好、高温强度高，如首钢用的切分轮材料是W6M〇5Cr4V2,但是这种材料在热处 理和机磨加工中较困难；安徽凯得利机械模具有限公司所使用的切分轮材料为Cr6W2Si， 这种材料常用于机用刀片切割铜、铝等软金属，耐磨性不足；合肥东方节能科技股份有限公 司所用切分轮材料为Crl2M〇V，该材料具有高耐磨性、高抗腐蚀性和高尺寸稳定性等优点， 但是由于切分轮长时间在高温状态下使用，仍具有一定的磨损。目前，仅有个别厂家采用诸 如表面镀膜等方法提高其使用寿命，而采用微合金化、切分轮修复和再生制造等技术以提 高其使用寿命的方法，则未见报道。
[0003]微合金化是提升材料硬度和耐磨性的一种良好方法，通常添加一点合金元素就可 以大幅度提高合金的机械性能。合金元素中，添加少量合金元素钨可极大提高合金的耐磨 性；加入微量元素铬可以形成合金渗碳体，有利于钢耐磨性的提高。欲提高材料的使用寿 命，也可以采用表面修复工艺，充分利用和发挥材料的自身价值，其中堆焊就是一种简单快 速的方法。该方法是利用电焊或气焊法把金属熔化，使金属材料堆敷在工具或机器零件上， 从而实现材料表面改性的一种经济和快速的工艺方法。目前，堆焊技术广泛应用于各工业 部门的零件修复中，通常用来修复磨损和崩裂部分，但是至今未发现将堆焊用于切分轮的 相关报道。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决切分轮在服役时磨损严重、寿命短、替换频繁等问题，提 供一种提升轧机切分轮使用寿命的方法。
[0005]本发明解决技术问题，采用如下技术方案：
[0006]本发明提升轧机切分轮使用寿命的方法，其特点在于：
[0007] 为提升轧机切分轮使用寿命，对原切分轮材料Crl2M〇V进行微合金化处理，在合 金配料及熔炼时添加金属元素钨，以进行微合金化后的Crl2M〇V作为制造切分轮的材料； 在制造切分轮时，将原切分轮的尺寸增大；在切分轮磨损至无法使用时，通过切削减小切分 轮尺寸的方式使切分轮再生或通过以堆焊工艺填补磨损部分的方式使切分轮再生。
[0008] 其中，在Crl2MoV中添加金属元素钨的质量百分比为0.5%?0.8%。
[0009] 在制造切分轮时，将原切分轮的尺寸增大是指将原切分轮的斜刃直径（即外轮廓 尺寸）增大14?16_。
[0010] 在切分轮磨损至无法使用时，通过切削减小切分轮尺寸的方式使切分轮再生是指 通过机械加工的方法切削去除切分轮外围，使切分轮斜刃直径减小1. 5?2_，去除切分轮 磨损部分，以实现切分轮再生。
[0011] 在切分轮磨损至无法使用时，通过以堆焊工艺填补磨损部分的方式使切分轮再生 的方法为：
[0012] 将(p4.〇mm的D322钛钙型堆焊焊条预热至300?350°C，烘干lh;将切分轮预热 至400?450°C，保温2h;在电流为160?190A的交流电源下，对切分轮的磨损部位进行 堆焊，使完成堆焊后的磨损部分高于切分轮外周2mm，在堆焊过程中保持切分轮温度不低于 300°C、焊条温度在300?350°C;完成堆焊后在160?200°C保温2h，然后将堆焊后的磨损 部分高于切分轮外周的部分去除。
[0013] 本发明与现有技术相比，具有以下三个方面的特征：
[0014]1、在原材料中进行了微合金化处理。原切分轮的使用材料为Crl2M〇V，原切分轮 的硬度通常为HRC45?60。由于合金元素钨具有高强度、高硬度、高耐磨性和高熔点等特 点，且其高温强度好。钨加入钢中可与碳形成碳化物，而碳化物具有高的硬度、耐磨性和难 溶性。因此，为了提高切分轮的耐磨性，本发明技术在熔炼过程中添加了合金元素钨，即在 原切分轮材料Crl2M〇V的基础上添加质量百分比为0. 5%?0. 8%的金属钨，以提高其耐磨 性和红硬性。经检验，少量金属钨加入Crl2MoV中后，切分轮的平均硬度达HRC60?63,可 较大幅度提高其耐磨性，增加其使用寿命。
[0015] 2、采用了修复再生制造工艺。本发明在切分轮设计时，为了增加其重复使用次数， 创造性地在一般切分轮尺寸的基础上增大其外轮廓尺寸14?16_ ;当切分轮工作使用一 段时间，表面出现一定程度的不规则磨损后，采用机械切削的方法每次将切分轮斜刃直径 减小1. 5?2mm，便可继续使用。生产实践表明，增大或改小切分轮尺寸几乎不影响轧件切 分时的精度，本发明方法在实际生产中完全可行。切分轮正常磨损后，一般可再进行5次切 削加工，相当于在原切分轮基础上增加5倍的寿命，可充分利用切分轮的使用价值，极大地 降低其生产成本，取得显著的经济效益。
[0016] 3、使用了堆焊再生制造技术。切分轮在经过5次机械加工和重复使用后，不能继 续服役时，通过在其工作面进行堆焊，可以使切分轮继续正常使用。实践证明，使用堆焊再 生技术至少可以再次提高切分轮1倍的使用寿命。
[0017] 与已有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0018]1、本发明以进行微合金化后的Crl2M〇V作为制造切分轮的材料，显著提高了切分 轮的耐磨性。添加合金元素后，切分轮由以前的1天一换，变成1.5天左右一换，降低了切 分轮的维修费用，延长了其使用寿命；
[0019] 2、本发明通过增加切分轮的尺寸，结合切削和堆焊两种再生方法，使得切分轮的 使用寿命可至少增加6倍，切分轮的利用率大大提高；
[0020] 3、本发明通过添加合金元素、引入再生制造工艺等一系列创新，使得切分轮的使 用寿命提高了 7?8倍，生产成本大大降低，显著提高了企业的经济效益。
【具体实施方式】
[0021] 本发明的目的是为了解决切分轮在服役时磨损严重、寿命短、替换频繁等问题，为 此，在原切分轮材料Crl2MoV合金的基础上添加0. 5%?0. 8%的金属元素钨，并且通过改 变切分轮尺寸和使用切削和堆焊的两种再生制造工艺，以显著提高其使用寿命。（本发明主 要针对二三切分轮，以下简称为切分轮。）
[0022] 本发明与现有技术相比，具有以下三个方面的特征：
[0023] 1、在原材料中进行了微合金化处理。原切分轮的使用材料为Crl2M〇V，原切分轮 的硬度通常为HRC45?60。由于合金元素钨具有高强度、高硬度、高耐磨性和高熔点等特 点，且其高温强度好。钨加入钢中可与碳形成碳化物，而碳化物具有高的硬度、耐磨性和难 溶性。因此，为了提高切分轮的耐磨性，本发明技术在熔炼过程中添加了合金元素钨，即在 原切分轮材料Crl2M〇V的基础上添加质量百分比为0. 5%?0. 8%的金属钨，以提高其耐磨 性和红硬性。经检验，少量金属钨加入Crl2MoV中后，切分轮的平均硬度达HRC60?63,可 较大幅度提高其耐磨性，增加其使用寿命。
[0024] 轧机切分轮材料微合金化处理的生产工艺为：包括感应电磁炉冶炼、钢包炉精 炼、VD/RH真空脱气、连铸，得到轧机切分轮的化学组分经过微合金化后的质量百分比为： C1.45%?1.70%，Si<0.40%，Mn0.3%?0.5%，S<0.030%，P&l