大型支承輥及其堆焊修復再制造技術探析

賈林喜++徐躍+++倪新慧

【摘 要】本文將以鋼廠含碳量高的廢舊軋輥為研究對象，結合當前鋼鐵行業發展的實際情況，針對鋼鐵行業廢舊軋輥開展研究。筆者首先分析了對大型支承輥及其堆焊修復再制造技術研究的意義，然后談探析了大型支承輥及其堆焊修復再制造技術的工藝，希望能夠對今后的相關研究提供一定的參考依據。

【關鍵詞】大型支承輥；堆焊修復；工藝技術

【引言】：軋輥是軋鋼工業生產過程中重要的工件之一，對軋鋼工業的發展具有深遠影響。近些年來，隨著社會經濟的快速發展，社會對鋼材料的需求日益增強，鋼產量在不斷增加的同時，也帶來一定的社會環境問題。為了緩解有限資源和無限利用之間的矛盾，減少廢品對環境的危害，最大限度地利用廢舊產品零部件中的價值，早在上世紀80年代，“綠色制造”的新概念就被提出，再制造工程應運而生。

1、 大型支承輥及其堆焊修復再制造技術研究具有的意義

1.1有利于提升我國的科技支撐能力和改革創新能力

對大型支承輥及其堆焊修復再制造技術研究，能夠為降低環境排放、提高資源利用率、建立循環經濟發展模式提供重要途徑和技術支撐。現如今，再制造技術逐漸成為現代國家戰略技術中的重要組成部分，里面涉及到許多關鍵核心技術，比如堆焊技術鑲套技術，又比如鑄造工藝，還有熱處理工藝等。因此，本文對大型支承輥及其堆焊修復再制造技術研究，尤其是針對高碳含量廢舊軋輥的再制造技術研究可以進行核心技術的開發和創新，在促進我國科技水平提高方面具有極大作用。

1.2有利于促進再制造產業發展和解決就業問題

再制造能夠非常有力地體現資源循環利用的原則，在當前我國大力提倡資源節約型、環境友好型社會建設的過程中將發揮著極其重要的作用，在2010年“兩會”期間國務院的政府工作報告中，再制造已經被納入了國家戰略性新興產業的范疇。隨著我國政府對再制造的日益重視，廣大民眾對再制造的逐漸認同，必將進一步促進這一新興戰略性產業的發展和日益重大，并形成新的經濟增長點，有利于解決目前我國的就業問題，在促進再制造產業發展的同時，進一步產生社會經濟效益。

1.3有利于提升國家建設的資源集成能力

如今，社會經濟在快速發展的同時，能耗的消耗也不斷增加，自然資源和社會能源的日益短缺已經成為了阻礙科學發展，限制循環經濟模式構建主要因素，要想有效解決這一問題，有關部門和企業就必須積極開展廢舊產品的綠色再制造。通過大力發展廢舊產品綠色再制造產業，可以很好地實現將廢舊產品進行再次開發，并從廢舊產品再制造過程中提煉和挖掘出可以利用的材料和能源，促成“資源-產品-再生資源”資源生產和利用循環模式的構建，從而為構建循環經濟的科學發展模式奠定良好基礎。另外，對大型支承輥及其堆焊修復再制造技術的研究在降低制造業產品全壽命周期費用也具有非常顯著的效果，尤其是產品使用過程中的維修保養費用，全面恢復和提升廢舊機電產品性能，有效節約資源、能源，減少環境污染等方面意義重大。

2、 大型支承輥及其堆焊修復再制造技術探析

2.1廢舊鋼廠軋輥熱處理工藝研究

為了保證軋輥良好的功能性中，首先需要通過熱處理工藝降低軋輥表面的硬度，由于在本研究中廢舊軋輥，軋輥在新品制備過程中表面均通過熱處理工藝提高表面的硬度，所以要通過機加工減少尺寸，然后作為擠壓輥的芯軸使用，故熱處理工藝非常關鍵。

采用傳統的熱處理爐耗能巨大，同時芯軸的芯部也被軟化，而感應加熱的工藝的應用，能夠對軋輥的表面層進行表層軟化，使廢舊鋼廠大型軋輥的表層硬度降低到HRC30-HRC35，不僅滿足了機加工的需要，還最大限度地保留了芯軸原有的微觀組織和強度性能。所謂感應加熱，指的是工件放到感應器內，感應器一般是輸入中頻或高頻交流電的空心銅管。產生交變磁場在工件中產生出同頻率的感應電流，這種感應電流在工件的分布是不均勻的，在表面強，而在內部很弱，到心部接近于0，利用這個集膚效應，可使工件表面迅速加熱，在幾秒鐘內表面溫度上升到800-1000℃，而心部溫度升高很小。但目前沒有成熟的感應加熱設備可以直接使用，需要開發符合廢舊鋼廠軋輥使用要求的感應加熱設備，同時加熱的溫度控制對軋輥表面的軟化程度和軟化深度具有決定性的作用，熱處理工藝直接關系到下一道工序的順利開展以及再制造產品的使用性能。

2.2再制造用藥芯焊絲材料的研究

在廢舊鋼廠大型軋輥升級再制造過程中，最重要的是堆焊材料的研發，堆焊層的壽命直接關系到再制造產品的壽命。目前的堆焊材料是針對材質為20MnMo輥壓機擠壓輥開發的堆焊材料，還沒有針對廢舊鋼廠大型軋輥升級再制造專用的堆焊材料。

在再制造過程中由于低碳鋼過渡套的添加，統一了堆焊的基體材料，便于制定統一的堆焊工藝和堆焊材料。過渡層合金需解決基材合金與工作層合金的堆焊親和性能及工件在工作狀態下的高交變冷熱抗壓性能，確保一個硬度梯度的過渡參數。工作層合金除解決與過渡層合金堆焊親合性能外，主要考慮達到工件的抗壓、抗剝落、抗磨損等失效指標，以恢復或延長擠壓輥的使用壽命。在材料的硬度方面要控制過渡合金的硬度HRC50-55，工作層的硬度HRC60-62。相鄰兩種材料的相容性包括堆焊材料與基體之間和不同堆焊層材料之間在液態和固態時的互溶性，是否出現金屬間化合物，以及兩者之間的熔點、膨脹系數、熱導率的差異將影響堆焊層的應力和結合強度；不同堆焊合金材料之間熱影響區的金相組織狀態；堆焊工作層對使用工況的承載性，過渡合金層主要承載整體的抗沖擊性能，中間合金層主要起到承上啟下的作用，工作合金層主要承載擠壓輥的耐磨性能，各層性能良好配合，才能制備出性能優良的擠壓輥。

結語

總而言之，對鋼鐵行業大型支承輥及其堆焊修復再制造技術的研究，能夠推動我國廢舊大型軋輥的再制造技術的推廣，有效地提高了資源利用率，降低了資源、能源的消耗，同時能促進我國綠色循環產業的發展，加速制造業的轉型升級，從而使國民經濟持續、穩定、健康發展，具備極高的社會、生態及經濟效益。

【參考文獻】

[1]張亮. 淺析大型支承輥堆焊修復技術[J]. 中國設備工程，2012，09：40-41.

[2]張亮. 淺析大型支承輥及其堆焊修復再制造技術[J]. 連鑄，2012，05：27-28+42.