BD轧辊的堆焊优化方案

H型钢比普通工字钢不仅能节约大量的金属，而且抗弯模量较高。因此，近年来，我国的H型钢用量迅速增加，引进和发展了万能轧机，万能轧机能够轧制H型钢、工字钢、槽钢、U型钢、不等边角钢、钢桩等多种型钢。BD辊恶劣的工作条件，要求其必须具有高强度、高耐磨、高抗热疲劳、抗冲击、抗事故以及良好的咬入性能。所以一般选用60CrNiMo锻钢优质材料制造BD轧辊。

根据BD轧辊的特点，欲获得高性能的堆焊BD辊，难度比较大。近年来，轧钢厂为了降低轧钢费用，往往选择60CrNiMo、72Mn2等铸钢轧辊，这又给获得高性能的堆焊增加了困难，再加上BD辊尺寸较大，尤其是槽孔深度大，应力集中大，堆焊后残余应力增加，又给堆焊工艺增加了新的难题。

综上所述，欲获得高性能的BD堆焊辊，尤其是60CrNiMo和72Mn2等较差材质的铸钢BD辊堆焊，使用常规的轧辊堆焊工艺和通常的轧辊堆焊材料，不可能得到高性能的BD堆焊轧辊。必须选用适合于BD辊特点的优化堆焊工艺；同时必须使用高性能的适合于BD辊的新型堆焊材料，才能得到长寿命的BD堆焊辊。

1.新型BD轧辊堆焊材料的研制和选择

传统的轧辊堆焊材料用提高堆敷金属的合金含量和碳含量以及改善堆敷金属的金相组织来提高堆敷金属耐磨性和使用性能。近年来，国外工业发达国家开始研制新型的轧辊堆焊药芯焊丝，取得了一定的成就。主要研制思路是不使用增加堆敷金属的碳含量和提高堆敷金属的马氏体含量的方法来提高堆敷金属的性能，而改用增加熔敷金属的碳化物含量的方法来提高堆敷金属的耐磨、耐热、耐热疲劳、韧性等多种性能，尤其是设法增加在堆焊金属中的二次碳化物含量，尽量降低一次碳化物含量，成倍地提高了轧辊的寿命。在二次碳化物含量中尽量提高Me型碳化物的含量，如Tic、Nbc、Vc等，并且设法得到大量的高硬度、细小的、弥散分布的、呈圆形颗粒的二次碳化物，使堆敷层韧性增加和硬度波动变小，极大地提高了轧辊堆敷层的使用寿命。

采用以上新型堆焊材料的思路，研制出几种BD轧辊堆焊材料，以适用于不同的BD轧辊和同一轧辊不同槽型的堆焊材料。有针对性地解决问题，能有效地提高轧辊的使用寿命。

2.BD轧辊堆焊工艺的优化探讨

使用新型的BD轧辊堆焊材料，必须配合优化的堆焊新工艺，才能发挥出新型堆焊材料的最佳性能。现举例说明如下：(www.xing528.com)

（1）堆焊毛坯的准备 常规的轧辊堆焊工艺，在堆焊前，车除轧辊表面的氧化层和热疲劳层，经探伤合格后，进行堆焊。这就很可能留下了脆性很大的疲劳层隐患。新工艺必须车削到经检测无脆性层，再进行堆焊。这就大大提高了轧辊（尤其是受冲击大的BD辊）堆焊层尤其是热影响区的韧性，提高了轧辊使用中的抗剥落性。

（2）选择最佳的过渡层 常规的热轧辊堆焊往往不加过渡层，或者使用通常的低碳的、低硬度焊材过渡层，以防止开裂。对于BD辊堆焊这样并不能得到最好的堆焊质量，要根据BD辊材质和硬面堆焊材质，选用过渡层堆焊，要保证过渡层与母材有最好的熔合性和最接近的热物理参数，如线胀系数和热导率尽量接近，并且要求过渡层和硬面堆焊层不仅熔合性好，而且硬度过渡平滑，这样才能保证BD堆焊辊具有良好的使用性能，提高抗事故能力。

（3）增加堆焊后热工艺的必要性 常规的轧辊堆焊工艺，没有堆焊后热工艺。合理的堆焊后热工艺，比焊前预热作用更大。根据BD辊轧辊尺寸大、槽孔深、应力大的特点，堆焊之后，增加一道后热工艺，大幅度降低了轧辊的残余应力，并使应力分布更加合理，能进一步提高轧辊使用寿命。

（4）预热温度、层温和道温的探讨 常规的轧辊堆焊工艺预热温度、层温和道温的控制仅仅为了防止堆焊产生裂纹，对于BD辊的堆焊，应该根据轧辊材质、大小、槽孔深度优选最合理的预热温度、层间温度和道间温度，并不是温度越高越好。不合适的高温将导致堆焊层和热影响区性能恶化，降低轧辊使用寿命。

（5）多次回火及消应处理工艺 常规的轧辊堆焊只进行一般性的一次消除应力或回火处理，这对于BD辊和BD辊堆焊新材料是远远不够的。BD辊堆焊之后，要根据BD辊的材料、大小、槽孔深度、堆焊材质、过渡层材质、堆焊工艺等情况，选择合理的多次消除应力及回火工艺，保证得到性能最佳的热影响区、过渡层和硬面堆焊层。

（6）BD堆焊辊机加工工艺的探讨 常规的堆焊辊加工工艺，只是保证表面尺寸符合图样要求，忽略了机加工后轧辊的表面加工脆化问题，这就给轧辊使用中留下了隐患。这对于普通的热轧辊堆焊影响较少，对于BD辊的影响就比较大。因此BD辊的机加工工艺，在使用刀具、进刀具、车削速度等一系列参数上必须优化，以期使表面硬化和脆化最小，而且必须在加工后增加合理的消除脆化层的处理工序，以便进一步提高轧辊表层韧性和使用寿命。

将上述堆焊工艺用于某厂H型钢BD辊，一次过钢量达18851t，下线后检测孔型磨损平均值为1.6mm，比堆焊前多轧钢10736t，实践证明技术思路是正确的，堆焊工艺是可行的。