棒材轧辊表面激光处理技术在新钢的应用实践

轧辊工作时由于受高温、高速的坯料冲击，造成其工作面的快速磨损，当磨损量达到一定程度时，因无法使用而作废品处理。因此，如何高效率、低成本的采用轧辊表面处理新技术，提高轧辊使用寿命，成为生产厂家迫切需求。近年来激光表面处理技术在轧辊表面处理上得到较好的应用，本文以新钢公司棒线厂的轧辊为主要研究对象，研究激光熔覆工艺在棒材轧辊表面的应用。采用高功率CO2激光器对高速钢、球墨铸铁（与轧辊材质相同）试样预涂Ni45粉末进行激光表面合金化处理。以高速钢为基材，研究了激光功率、扫描速度、光斑大小、送粉率、搭接系数等工艺参数对激光熔覆的表面质量及内部组织的影响。以球墨铸铁为基材，研究了不同的工艺条件对熔覆层的硬度的影响，并进行了球墨铸铁基材与熔覆层材料的磨损对比试验分析。应用上述实验优选出的熔覆工艺对棒线材初轧辊进行了表面熔覆实践实验，研究了激光熔覆工艺在棒材轧辊表面的实践效果。通过实验研究得到如下结果：（1）、在高速钢钢基材预涂Ni45粉末，用高功率CO2激光器进行熔覆处理，得到优化的工艺参数为：激光功率为3400W～3800W、扫描速度5～7mm/s、光斑直径4.0mm、搭接系数35％～45％。此时可得到外观致密、组织均匀、与基体形成良好的冶金结合且无裂纹、气孔缺陷的合金化层。（2）、在球墨铸铁基材表面预涂Ni45粉末进行激光熔覆处理，得到优化的工艺参数为：激光功率3800W、扫描速度5mm/s、光斑直径4.0mm、搭接系数40％。此时得到的激光熔覆层厚度为1.38mm，平均硬度为713HV。（3）、球墨铸铁基材经过激光熔覆处理之后，熔覆层的耐磨性是球墨铸铁基体的1.6倍。（4）、棒线材初轧辊进行表面熔覆处理后，轧辊表面硬度平均值由熔覆前的HRC38.0，提高到熔覆后的HRC47.2，过钢量平均值由熔覆前的9888吨，提高到熔覆后的20040吨，提高了102.6%.。