軋輥輥面強(qiáng)化技術(shù)的進(jìn)展

1、全國(guó)軋輥技術(shù)研討會(huì)論文軋輥輥面強(qiáng)化技術(shù)的進(jìn)展鄒家祥1 張建宇2 高立新2 崔玲麗2（1: 北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，北京，100083；2: 北京工業(yè)大學(xué)北京市先進(jìn)制造技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，100022）摘要：軋輥是冶金企業(yè)中的大宗消耗件，研究輥面強(qiáng)化技術(shù)以提高其使用壽命和工作效率十分重要。新材料的應(yīng)用對(duì)于改善軋輥的機(jī)械性能、提高輥面的耐磨性起到了一定作用；在常用的軋輥強(qiáng)化技術(shù)中，堆焊得到了廣泛的應(yīng)用。冷軋鍛鋼輥雙頻淬火等熱處理工藝也有新的進(jìn)展。激光加工技術(shù)的日漸成熟為其在表面強(qiáng)化方面的應(yīng)用提供了強(qiáng)大的支持，激光相變、熔凝、合金化等都已經(jīng)形成了一定的成熟工藝。關(guān)鍵詞：軋輥，表面強(qiáng)化，耐磨性1前

2、言大型軋鋼機(jī)的軋輥重量大，價(jià)格昂貴，而且必須保證足夠的庫(kù)存以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。工作輥的更換頻率很高，同時(shí)輥型精度也非常重要，其直接決定了最終產(chǎn)品的質(zhì)量。大多數(shù)情況下，軋輥更換的原因是輥面的破壞。冷軋輥主要失效形式包括劃傷、粘輥和剝落等。冷軋輥輥身表面應(yīng)有高而均勻的硬度，其優(yōu)劣應(yīng)表現(xiàn)在輥身工作層耐磨性，即耐粗糙性。如果軋輥表面過(guò)早粗糙，出現(xiàn)桔皮狀表面，說(shuō)明軋輥表面產(chǎn)生了疲勞層，此時(shí)輥身表面的軸向殘余應(yīng)力和徑向殘余應(yīng)力增加，從而減弱了軋輥表層抗軋制過(guò)載和耐裂能力。對(duì)熱軋輥來(lái)說(shuō)，輥面出現(xiàn)裂紋是非常危險(xiǎn)的，這種表面缺陷容易造成應(yīng)力集中，加速擴(kuò)展將使軋輥提前下機(jī)。以熱軋型鋼軋輥為例，熱疲勞裂紋主要起因于

3、周期性交變熱應(yīng)力，孔型與軋件接觸時(shí)，表層溫度急劇升高，表現(xiàn)為壓應(yīng)力，次表層為拉應(yīng)力；脫離軋件時(shí)，表層轉(zhuǎn)化為拉應(yīng)力，次表層為壓應(yīng)力。加上冷卻水的反復(fù)作用，出現(xiàn)熱疲勞裂紋。嚴(yán)重情況下，裂紋擴(kuò)展可能造成輥面剝落，甚至斷輥。 因此，采用輥面強(qiáng)化方式對(duì)軋輥進(jìn)行表面強(qiáng)化具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。2 軋輥強(qiáng)化方式2.1 軋輥高強(qiáng)度材料的改進(jìn)近年來(lái)，軋鋼裝備結(jié)構(gòu)和軋制工藝技術(shù)的優(yōu)化，促進(jìn)了軋輥品種和軋制技術(shù)的全面發(fā)展。例如以高碳的高速鋼代替高鉻鑄鐵制造型材軋輥一種發(fā)展趨勢(shì)1。在高碳的高速鋼中增加釩的含量使合金中同時(shí)形成M2C 型碳化物和更硬、更細(xì)的MC 碳化物，再加上Mo 、W和V 的強(qiáng)化作用，可使軋輥的壽命比高鉻

4、鑄鐵高幾倍，引起了人們的極大關(guān)注。但因此高速鋼含大量的合金元素，加之碳高，結(jié)晶相多，組織復(fù)雜，熱處理過(guò)程明顯不同于碳鋼。關(guān)于高碳、高釩高速鋼的熱處理尚未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)，根據(jù)高碳、高釩高速鋼的化學(xué)成分制定合理的熱處理工藝還非常困難。在熱軋帶鋼連軋機(jī)成功推廣應(yīng)用高鉻復(fù)合工作輥(高鉻復(fù)合鑄鐵軋輥，高鉻鋼復(fù)合軋輥) 的基礎(chǔ)上，90 年代初開(kāi)發(fā)出高碳、高速鋼復(fù)合鑄造軋輥。熱軋帶鋼連軋機(jī)精軋前段24 機(jī)架采用高碳高速鋼復(fù)合鑄造軋輥，其耐磨損性能較高鉻復(fù)合鑄造軋輥可提高約4 倍。這是由于在軋輥材質(zhì)中加入了碳化物形成元素W、Ti 、V、Mo 等，使輥身工作層基體組織中低硬度碳化物M3C，部分或全部由較高或高硬度的Cr

5、7C3 、W2C、W6C、VC、TiC、Mo2C 取代，改善了其綜合性能。90 年代初，英國(guó)LSM 公司研制開(kāi)發(fā)出一種CCR (Complex CarbideReinforcement)技術(shù)，將“固態(tài)碳化物顆?！敝苯犹砑拥杰堓佽F水(鋼水) 中，強(qiáng)化輥身工作層基體組織。文獻(xiàn)2中對(duì)其做了較為詳盡的介紹，這種技術(shù)主要針對(duì)含Cr 、W、V、Ti 的高合金軋輥，在采用常規(guī)冶煉和澆注工藝時(shí)，某些類(lèi)型的碳化物會(huì)以枝晶偏析形式析出，對(duì)軋輥的斷裂韌性、疲勞強(qiáng)度、塑性和熱裂紋敏感性有嚴(yán)重影響。CCR 復(fù)合碳化物強(qiáng)化技術(shù)主要用于合金無(wú)限冷硬軋輥(AIC) ，是熱軋帶鋼連軋機(jī)精軋后段最適宜的軋輥類(lèi)型。邢臺(tái)機(jī)械軋輥(

6、集團(tuán)) 有限公司1對(duì)其進(jìn)行了生產(chǎn)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鈦、氧有很大親合力, 添加的復(fù)合碳化物均勻分布于基體中。而且CCR 軋輥比AIC軋輥軋制量提高25 %。2.2 軋輥的堆焊修復(fù)與強(qiáng)化堆焊是焊接領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支，是一種表面技術(shù)處理工藝方法，它是采用焊接方式在零件表面堆敷一層具有一定性能材料的工藝過(guò)程3。我國(guó)軋鋼企業(yè)用于軋輥修復(fù)的堆焊技術(shù)主要是采用實(shí)心焊絲配合燒結(jié)或熔煉焊劑的埋弧焊接方法。采用的焊絲材料分為低合金高強(qiáng)鋼類(lèi)、熱作模具鋼類(lèi)、馬氏體不銹鋼類(lèi)和高合金高碳工具鋼類(lèi)，而焊劑有燒結(jié)和熔煉兩大類(lèi)。文獻(xiàn)4中研究了當(dāng)軋輥出現(xiàn)大面積剝落時(shí)，為了減少損失，采取補(bǔ)焊的方式。首先把車(chē)削后的軋輥輥徑部分刷上保護(hù)層，

7、然后裝爐預(yù)熱并控制在規(guī)定溫度，保溫均熱后用軋輥堆焊機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)埋弧焊接。軋輥焊前硬度為HRC52.6，焊后硬度為HRC49.8，重新修磨后進(jìn)行上機(jī)試用。采用焊絲的埋弧堆焊技術(shù)，即使是多絲埋弧堆焊其熔敷效率也是有限的，而且絲極堆焊的單道寬度小，頻繁的搭接顯著降低了堆焊層金屬的使用性能，因此，帶極堆焊特別是寬帶極堆焊技術(shù)在軋輥修復(fù)中顯示出良好的應(yīng)用前景。如帶極堆焊技術(shù)在寶鋼二期、三期工程先后引進(jìn)的四臺(tái)大型板坯連鑄機(jī)導(dǎo)輥的修復(fù)中已得到了應(yīng)用，堆焊焊帶材質(zhì)為1Cr13NiMo，規(guī)格為0.4 mm×30 mm 和0.4 mm× 50mm，堆焊效率和質(zhì)量較傳統(tǒng)方法顯著提高。馬鞍山鋼鐵公

8、司針對(duì)槽鋼軋輥的工作特點(diǎn)，研制了兩種新型藥芯合金焊絲，具有合金成分調(diào)整方便、飛濺小、焊縫成形美觀、熔敷速度高等一系列優(yōu)點(diǎn)5。焊態(tài)時(shí)組織構(gòu)成以馬氏體為主，兼有少量珠光體、屈氏體、貝氏體和殘余奧氏體。加入鉬、鉻能促使馬氏體形成，增加淬硬性和強(qiáng)度，加入錳、硅可改善焊接性，加入少量的釩、鎢能增加紅硬性、提高高溫強(qiáng)度。軋輥使用壽命延長(zhǎng)，共使用各類(lèi)槽鋼軋輥24 套，平均軋制量達(dá)到4800 t ，同比超過(guò)非堆焊輥的95. 1 %。圖1 軋輥堆焊修復(fù)工藝流程圖鞍鋼熱軋帶鋼廠二輥軋機(jī)軋輥是1755 生產(chǎn)線上的重要備品備件，每年消耗約96對(duì)，對(duì)二輥進(jìn)行堆焊修復(fù)，進(jìn)一步提高其性能和使用壽命十分重要6。二輥的堆焊修復(fù)

9、試驗(yàn)結(jié)果表明，用H25Cr3Mo2MnVA配用國(guó)產(chǎn)HJ260，HJ107，SJ301等焊劑的堆焊金屬耐熱疲勞性能較好，但耐磨性不足，焊后硬度為HRC38-42。結(jié)果表明，支二輥抗熱疲勞性能良好，沒(méi)出現(xiàn)明顯的熱疲勞裂紋，耐磨性得到較大提高，平均軋鋼量為6771.8t/mm，而國(guó)產(chǎn)新輥平均軋鋼量為3945t/mm，堆焊二輥的使用壽命是新輥的1.72倍。同時(shí)，平均使用周期延長(zhǎng)，平均每次磨損量減小，提高了軋機(jī)作業(yè)率，明顯降低了輥耗。2.3軋輥的熱處理強(qiáng)化雙頻感應(yīng)加熱淬火也常作為重載零件的表面熱處理強(qiáng)化方法7，早在十幾年前，由美國(guó)俄亥俄鑄鋼公司首先應(yīng)用于冷軋工作輥的最終熱處理，日本、歐洲各國(guó)也相繼采用。

10、普通感應(yīng)加熱的熱滲透深度主要由感生渦流集膚層的厚度決定。但在雙頻感應(yīng)加熱情況下，溫度場(chǎng)的分布還要受預(yù)熱溫度、工件移動(dòng)速度、頻率匹配等因素影響，各參數(shù)之間相互影響關(guān)系復(fù)雜，選擇不同的工藝參數(shù)進(jìn)行加熱，可能獲得不同的加熱結(jié)果。冷軋輥是在高軋制壓力下工作的，加上鋼板來(lái)料的焊縫、夾雜、邊裂等問(wèn)題以及軋制過(guò)程中因控制問(wèn)題造成的斷帶、粘輥，使得工作輥受到強(qiáng)烈熱沖擊，最終導(dǎo)致軋輥出現(xiàn)剝落甚至報(bào)廢，因此冷軋工作輥的工況極為惡劣。隨著對(duì)冷軋薄板品種和質(zhì)量要求的不斷提高，對(duì)冷軋工作輥提出了越來(lái)越高的質(zhì)量要求，軋輥既要有高的耐磨性，又要有高的抗事故能力；同時(shí)還必須具有適當(dāng)?shù)谋砻嬗捕群鸵欢ǖ挠不瘜由疃?，以及較緩和的過(guò)

11、渡區(qū)和分布良好的殘余應(yīng)力。在軋輥原用單頻淬火中，由于感應(yīng)器的比功率大，軋輥移動(dòng)速度較快，奧氏體化時(shí)間短，噴淋淬火時(shí)間少，不能得到很深的淬硬層。而在軋輥雙頻感應(yīng)淬火加熱時(shí)，一般先使用一個(gè)較低的頻率對(duì)工件加熱，由于感生渦流的集膚層較深，使軋輥表面在較深的區(qū)域內(nèi)達(dá)到一定的溫度。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的均熱，再使用一個(gè)較高的頻率來(lái)加熱所需的淬硬層深度。這樣就實(shí)現(xiàn)了溫度過(guò)渡平緩、有效加熱層深的加熱目的。由于工件移動(dòng)速度慢，造成預(yù)冷作用增強(qiáng)，但奧氏體化時(shí)間長(zhǎng)，噴淋淬火的時(shí)間也延長(zhǎng)，使得有可能得到較深的淬硬層。而且由于雙頻加熱得到的加熱層是接近于從表到里的等溫深層式，可以實(shí)現(xiàn)軋輥表層溫度不致過(guò)熱，淬硬層基體組織優(yōu)良。

12、近20年來(lái)，武鋼軋輥雙頻淬火機(jī)組，在消化吸收引進(jìn)設(shè)備和工藝技術(shù)的同時(shí)，改造了原有雙頻淬火設(shè)備，并形成了一整套軋輥雙頻淬火熱處理訣竅，經(jīng)修復(fù)淬火再硬化的軋輥質(zhì)量達(dá)到了同等進(jìn)口輥水平，且成品率高達(dá)98%以上。2.4 軋輥的其他強(qiáng)化方式根據(jù)軋輥的技術(shù)要求和具體條件，可以采用氧乙炔火焰粉末噴涂工藝進(jìn)行修復(fù)。熱噴涂是一個(gè)復(fù)雜的工藝過(guò)程，涂層與基體的結(jié)合機(jī)理為：1）機(jī)械結(jié)合（或稱拋錨作用）；2）物理結(jié)合；3）微擴(kuò)散結(jié)合；4）冶金結(jié)合（或合金化效應(yīng)）。其間，當(dāng)飛向基材的熔融粒子撞擊到經(jīng)粗化處理的表面時(shí)，鋪展成扁平狀液態(tài)薄片覆蓋在輥面的凹凸點(diǎn)上，在冷凝時(shí)收縮咬住凸點(diǎn)（或稱拋錨點(diǎn)）形成機(jī)械結(jié)合。而當(dāng)熔融的粉末高

13、速撞擊輥面形成緊密接觸時(shí)，由于變形、高溫等作用，在涂層與輥面之間有可能產(chǎn)生微小的擴(kuò)散，增強(qiáng)輥面與涂層的結(jié)合強(qiáng)度。噴涂粒子之間以機(jī)械結(jié)合為主，涂層間的擴(kuò)散結(jié)合、冶金結(jié)合、晶體外延、物理結(jié)合為輔。此外，軋輥表面強(qiáng)化還可以采用電火花強(qiáng)化、浸涂MoS2、硼化處理、PVD涂層等新工藝和新方法，這些方法都可以在一定程度上延長(zhǎng)軋輥壽命，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。但是，由于受到材質(zhì)因素影響，加之工藝相對(duì)復(fù)雜，因此，尚未達(dá)到普及應(yīng)用的程度。3軋輥的激光強(qiáng)化激光表面強(qiáng)化處理是20 世紀(jì)70 年代發(fā)展的高新技術(shù)，利用高能激光束照射金屬表層，通過(guò)激光和金屬的交互作用達(dá)到改善金屬表面性能的目的8。 當(dāng)前軋輥激光強(qiáng)化的研究

14、對(duì)象主要集中在冷軋帶鋼軋輥。軋輥一旦發(fā)生嚴(yán)重磨損，成品軋件的板形、板厚精度都無(wú)法保證，而板形恰恰是衡量薄板帶質(zhì)量?jī)?yōu)劣的主要技術(shù)指標(biāo)。激光淬火、激光熔覆、合金化等技術(shù)已應(yīng)用于軋輥表面的強(qiáng)化和修復(fù)。由于板帶軋輥磨損后多在整個(gè)帶寬方向上呈箱形孔形狀，因而需激光作用的區(qū)域很大。采用普通光斑，做如此大面積的掃描，效率很低，成本相應(yīng)提高。目前國(guó)際上僅有美國(guó)、德國(guó)等工業(yè)化國(guó)家開(kāi)展萬(wàn)瓦級(jí)大面積激光熔覆研究，實(shí)現(xiàn)大面積激光熔覆的工業(yè)應(yīng)用，必須解決兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：一是激光寬帶掃描技術(shù)，把強(qiáng)度分布不均的激光束展成內(nèi)部光強(qiáng)均布的寬帶光束；其二是寬帶送粉技術(shù)，形成一個(gè)連續(xù)、穩(wěn)定、均勻并自動(dòng)可控的寬帶粉流，送粉寬和送粉量均

15、自動(dòng)可調(diào)。天津紡織工學(xué)院的楊洗陳等研制的激光熔覆系統(tǒng)是一個(gè)有效的解決方案：該設(shè)備由萬(wàn)瓦級(jí)激光掃描轉(zhuǎn)鏡和自動(dòng)送粉機(jī)組成，適用1-10Kw的CO2激光，入射通光孔鏡90mm，光束掃描寬度10-50mm連續(xù)可調(diào)，光束擺動(dòng)頻率1000Hz且連續(xù)可調(diào)，掃描線內(nèi)光強(qiáng)分布均勻。采用該設(shè)備單道熔覆寬度最大可達(dá)35mm，熔覆厚度為0.2-8mm?？梢詫i基、Co基或者WC類(lèi)的硬質(zhì)合金粉末包覆在普通鋼鐵材料表面，從而使其使用壽命延長(zhǎng)幾倍。華中科技大學(xué)9應(yīng)用5KW連續(xù)CO2激光器對(duì)75CrMnMO鑄鋼軋輥進(jìn)行激光熔凝強(qiáng)化處理，并進(jìn)行顯微組織分析和硬度測(cè)試。軋輥鋼激光熔凝強(qiáng)化處理后，橫截面組織為熔凝和相變硬化區(qū)（馬

16、氏體大量殘余奧氏體碳化物）；過(guò)渡區(qū)（高溫回火組織）及母材（回火索氏體大塊專(zhuān)或條狀碳化物）。其相變強(qiáng)化區(qū)的尺寸取決于激光功率、掃描速度、光斑直徑等因素，其硬化區(qū)深度可達(dá)到2mm。經(jīng)激光熔凝強(qiáng)化處理后的軋輥，過(guò)鋼量由原2000t提高到4800-6000t。激光合金化技術(shù)可以改變基體表面的化學(xué)成分，從而提高金屬的強(qiáng)度、耐磨性、耐蝕性、高溫抗氧化性等。這種技術(shù)應(yīng)用于冷軋輥表面，不僅可以改善軋輥表面的性能，減少軋輥在使用中的重淬次數(shù)，而且，還可以制作不同表面形貌的軋輥，以滿足生產(chǎn)的需要。清華大學(xué)10對(duì)冷軋輥表面激光合金化技術(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。目前國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)提高軋輥使用壽命的常用方法是采用堆焊技術(shù)，但由于

17、堆焊材料生產(chǎn)和堆焊技術(shù)條件的限制，一般堆焊后的硬度只能達(dá)到HRC50左右。隨著激光表面改性技術(shù)的發(fā)展，很多軋鋼廠家已經(jīng)將堆焊與激光強(qiáng)化技術(shù)結(jié)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，堆焊雖然硬度偏低，但深度大，可以達(dá)到50mm，而激光強(qiáng)化特點(diǎn)正好與之相反，因此，通常先用堆焊修復(fù)磨損超差的軋輥，再用激光技術(shù)對(duì)堆焊層進(jìn)行強(qiáng)化，或者直接在新輥上直接激光強(qiáng)化。由于激光沒(méi)有慣性，熱處理變形小，表面硬化層和硬化區(qū)域可準(zhǔn)確測(cè)定及控制，而且不需淬火介質(zhì)，因此也可以應(yīng)用在帶孔型的軋輥強(qiáng)化中。軋鋼過(guò)程中，型鋼軋輥受到較大的工作壓力及沖擊作用，同時(shí)孔型表面直接和高溫( > 1000) 紅熱軋材接觸，還有較大的磨損和熱疲勞作用。因此，

18、軋輥的性能要求為整體有較好的強(qiáng)韌性配合，而工作表面要求有較高的耐磨性和抗熱疲勞性，即得到合理的性能分布。北京科技大學(xué)與萊蕪鋼鐵集團(tuán)公司在型鋼軋輥的激光強(qiáng)化方面做了積極的探索，根據(jù)H型鋼軋制特點(diǎn)，結(jié)合軋輥特定的磨損規(guī)律，制訂了沿輥面進(jìn)行變參數(shù)強(qiáng)化實(shí)現(xiàn)等比例磨損的方案。利用金相顯微鏡可以發(fā)現(xiàn)材質(zhì)為180CrNiMo的半鋼材料表面淬硬層發(fā)生了馬氏體轉(zhuǎn)變，其基本組織為：殘余奧氏體+隱晶馬氏體，有些樣品中出現(xiàn)了典型的下貝氏體11。對(duì)激光處理樣品進(jìn)行宏觀硬度測(cè)量，其HRC硬度（換算之后）平均可比未處理區(qū)域提高10個(gè)單位；淬硬層顯微硬度可比基體提高一倍左右，其中最大值接近HV1000。H250×1

19、50規(guī)格的U2軋機(jī)水平輥強(qiáng)化，輥面磨損只有未處理軋輥的1/3-1/4左右12，而且處理之后的輥面磨損變化趨勢(shì)不變；另外，激光處理的的軋輥性能改進(jìn)還表現(xiàn)在提高了抗粘鋼能力13。如圖2所示，a為經(jīng)過(guò)激光表面強(qiáng)化的軋輥生產(chǎn)下線后的照片，b中所示軋輥未經(jīng)激光處理，但兩只軋輥的軋制量相當(dāng)。 a 激光強(qiáng)化軋輥 b未經(jīng)激光處理的軋輥圖2 激光強(qiáng)化軋輥實(shí)踐效果對(duì)比包頭鋼鐵公司對(duì)型鋼軋輥也進(jìn)行了激光強(qiáng)化處理研究，根據(jù)軋輥鋼激光熔凝處理小試樣的試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)選擇合適的激光熔凝處理工藝和搭接參數(shù)時(shí)，硬化區(qū)硬度趨于均勻，更為重要的是由于快速加熱、快速冷卻的相變特點(diǎn)，使硬化區(qū)的組織非常細(xì)小。結(jié)合熱軋輥服役條件和性能要求，

20、對(duì)包鋼軌梁廠950 mm方鋼開(kāi)坯輥（材質(zhì)60CrMnMo），鍛造后經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，進(jìn)行表面激光熔凝硬化和合金化處理.根據(jù)該類(lèi)型軋輥的磨損特點(diǎn)，950 mm 方鋼軋輥的孔型槽底表面采用激光熔凝處理，而孔型側(cè)壁吸光涂料中加入10 %合金粉，采用激光熔凝+ 合金化處理。處理后表面硬度測(cè)試結(jié)果為HRC = 55 左右，輥面光滑，硬化層硬度分布均勻，現(xiàn)場(chǎng)使用情況表明，過(guò)鋼量較處理前提高1 倍以上。激光毛化技術(shù)是80 年代末在世界上出現(xiàn)并開(kāi)始應(yīng)用于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冷軋板、帶材的高新技術(shù)，目前主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的大型板、帶生產(chǎn)企業(yè)都應(yīng)用此技術(shù)來(lái)提高其產(chǎn)品的技術(shù)含量，如日本的川崎制鐵及比利時(shí)的Cocreril Sambre

21、 公司就是使用2 kW 級(jí)的基模CO2激光器來(lái)生產(chǎn)深沖和高圖像清晰度的激光板14。激光毛化的本質(zhì)是用物理方法在同種材料表面實(shí)現(xiàn)有利的復(fù)合結(jié)構(gòu)，是激光技術(shù)成功應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的一個(gè)成功范例。它不但解決了薄帶退火過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，改善了軋制條件，延長(zhǎng)了軋輥的使用壽命，而且對(duì)材料的性能有顯著改善。由于傳統(tǒng)的噴丸毛化只能對(duì)輥面產(chǎn)生加工硬化，因而其對(duì)表面硬度的提高是非常有限的. 激光毛化是在快速熔凝作用下對(duì)輥面進(jìn)行的相變強(qiáng)化，其冷卻速度可高達(dá)104106 / s ，所以其作用的微坑及凸包處的金相組織是十分細(xì)小的隱針馬氏體組織，同時(shí)造成了大量的位錯(cuò)，綜合作用的結(jié)果使其表面硬度高達(dá)HV1 000

22、以上15。我國(guó)是迄今為止繼比利時(shí)、日本、法國(guó)之后掌握該技術(shù)的國(guó)家。鞍山帶鋼廠目前擁有兩條專(zhuān)門(mén)用于冷軋輥處理的CO2 型及YAG型激光毛化生產(chǎn)線。用此技術(shù)很好地解決了薄帶退火粘連、光亮退火還原不足及性能不均等問(wèn)題，改善了軋制條件，提高了軋輥的使用壽命，同時(shí)開(kāi)發(fā)出了不同用途的如超深沖性和高涂漆光亮度的激光毛化帶16。 因YAG激光波長(zhǎng)為1106 um ，材料對(duì)其吸收效果好，其熱影響區(qū)極小，熱沉積作用比照其他表面處理(包括CO2，電火花表面毛化處理)小得多，冷卻速度大得多。研究表明，YAG毛化后的輥面熔凝區(qū)殘余奧氏體含量只有15 %左右，馬氏體轉(zhuǎn)變更加徹底，這也是其硬度極高的因素之一。4結(jié)論（1）

23、在冶煉過(guò)程中加入高熔點(diǎn)、耐磨的金屬元素可以在軋輥中形成硬質(zhì)合金相，大大減少普通鋼鐵材料的損耗，提高生產(chǎn)能力；（2） 堆焊在軋輥修復(fù)中是應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，但因焊絲、焊劑的材質(zhì)問(wèn)題使焊后表面硬度比原始輥面有所下降，因此可以把堆焊工藝與其他的強(qiáng)化技術(shù)結(jié)合起來(lái)使用；（3） 雙頻淬火工藝也可在一定程度上改善軋輥表面的耐磨性，但是因感應(yīng)頻率等工藝參數(shù)較難控制，因此使用范圍有限；（4） 激光技術(shù)是近些年新興的一項(xiàng)強(qiáng)化工藝，并且日趨成熟，無(wú)論是板帶軋輥還是型鋼軋輥都已經(jīng)有了成功的范例，而且針對(duì)不同的材質(zhì)可以采用不同的強(qiáng)化工藝（相變硬化、激光熔凝、合金化、激光熔覆等均可）進(jìn)行。參考文獻(xiàn)1 王金國(guó), 周宏, 蘇源德, 連建設(shè), 大成桂作. 高碳高釩高速鋼的高溫硬度及熱處理的研究. 金屬熱處理, 2000, 3: 22-242 李金霞, 趙營(yíng)淑. 提高熱帶連軋機(jī)工作輥使用壽命的新途徑. 軋鋼, 2000, 17(4): 49-503 單際國(guó), 董祖玨, 徐濱士. 我國(guó)堆焊技術(shù)的發(fā)展及其在