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莱氏体钢制的冲压

1.莱氏体钢制的冲压特征

莱氏体钢制的冲压操控性良好，但对相同类别的莱氏体钢制，在冲压操作过程中，当莱氏体从低温加热到常压时，虽然C、Cr、Ni、Mo等钛原素浓度的相同，金相组织机构变革的差别及固相原素Ti、Nb+Ta的变动或冲压金属材料、冲压工艺技术的相同，其冲压接点可能将再次出现下列一类或多种不同难题和瑕疵。

（1）晶间锈蚀偏激：莱氏体钢制在450~850摄氏的环境温度覆盖范围内逗留，或在冲压Sauxillanges下，加热到450~850摄氏的环境温度区段时，热负面影响镇内莱氏体钢制的碳和铬逐步形成石蜡铬，使孔隙边界线处莱氏体局部性贫铬，再次出现锈蚀而失去皮德盖对沟槽合金，依照贫铬方法论，在微结构上分离出来石蜡铬，因而导致贫铬的微结构是微结构锈蚀的主要就其原因。失灵区的刀蚀仅在由Nb或Ti固相的莱氏体钢制热负面影响区的失灵区中导致，其其原因是冲压时，失灵区被加热到1200摄氏低温，使Nb、Ti的石蜡物大批熔化，加热时，Nb或Ti氢原子顾不上蔓延，使爽朗的氧氢原子在莱氏体微结构处在过饱和，在历经科唇环境温度区加热后，使石蜡铬优先选择在微结构结晶，导致贫铬的微结构，逐步形成晶间锈蚀。热负面影响区科唇环境温度区的晶间锈蚀导致于600~1000摄氏覆盖范围的地区，导致其原因也是莱氏体微结构分离出来石蜡铬，逐步形成晶间贫铬系因。

（2）应力锈蚀开裂偏激：冲压接点的应力锈蚀开裂特征是：局部性性；裂纹从表面开始，整体呈树枝状。消除残余应力的方法有：锤击沟槽法、振动法、或者采用喷丸处理使表面具有压应力状态；也可以对含Nb或Ti的平衡性莱氏体钢制进行850~900摄氏固相处理。此外，调整沟槽合金的钛成分，使其具有莱氏体-铁素体双相组织机构，或者采用莱氏体-铁素体双相钢制，也可以有效地防止应力锈蚀开裂的导致。

（3）热裂纹偏激：与其他钢制相比，莱氏体钢制具有较高的热烈敏感性，在沟槽及近缝区都有导致热裂纹的可能将。热裂纹通常分为凝固裂纹、液化裂纹和低温失塑裂纹三大类。凝固裂纹主要就再次出现在沟槽区。液化裂纹主要就再次出现在靠近融合线的近缝区或多层多道焊的层道间。低温失塑裂纹通常再次出现在沟槽合金凝固结晶结束的低温区。

（4）冲压接点的脆化偏激：莱氏体钢制冲压接点在低温使用时，为满足低温韧性的要求，沟槽组织机构通常应用单一的莱氏体组织机构，避免δ铁素体存在，否则将使低温韧性、塑性大大降低。莱氏体钢制在冲压操作过程中，沟槽中的γ相和δ相均有可能将再次出现σ相变革，σ相是一类淬硬的合金间化合物，主要就析集于莱氏体柱状晶的微结构，其成分不定，具有复杂的晶格。虽然这种脆性的σ相的分离出来，使冲压接点的塑性和韧性严重降低，而且抗晶间锈蚀操控性也有所下降。

2.莱氏体型钢制的冲压工艺技术要点

莱氏体钢制可采用焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊以及埋弧焊等。莱氏体钢制冲压时正确选用冲压金属材料，尽量选用含碳量较低和含固相原素（Nb）的冲压金属材料，以避免碳与铬逐步形成化合物引起微结构处贫铬，从而提高沟槽抗晶间锈蚀的能力；选用含有适量铁素体促进原素（Cr、Mo、Si等）的莱氏体钢制冲压金属材料，可获得莱氏体加少量铁素体双相组织机构的沟槽，以提高莱氏体钢制沟槽的耐晶间锈蚀能力和抗热裂纹的能力；采用窄焊道冲压技术，尽量采用不摆动或少量摆动冲压，并在保证熔合良好的条件下，尽量采用较小的冲压电流、较低的电弧电压和较快的冲压速度；冲压操作过程中必须将焊件保持较低的层间环境温度，必要时可采用强制加热（如水冷、吹压缩空气等）措施以控制层间环境温度和焊后环境温度，尽量减少沟槽在450~850摄氏覆盖范围内逗留时间。

马氏体钢制的冲压

1.马氏体钢制的冲压特征

高碳马氏体钢制在空冷条件下淬硬偏激很大。此类沟槽及冲压热负面影响区的组织机构通常为硬而脆的高碳马氏体，含碳量越高，这种淬硬偏激越大。当冲压接点的拘束度较大或氢浓度较高时，很容易导致冷裂纹的导致。为的是避免裂纹，改善冲压接点力学操控性，应采取预热、后热、焊后立即低温回火等措施。

低碳马氏体钢制具有良好的冲压性。

2.马氏体钢制的冲压工艺技术要点

此类钢制当采用同材质焊条进行冲压时，应选用低氢或超低氢型焊条，须经低温烘干处理。

（1）预热和后热：预热环境温度一般为100~350摄氏，当w（C）小于0.05%时，预热环境温度为100~150摄氏，当w（C）为0.05~0.15%时，预热环境温度为200~250摄氏；当w（C）大于0.15%时，预热环境温度为300~350摄氏。为进一步防止氢致裂纹，对含碳量较高或拘束度大的冲压接点，在后热处理前还应采取必要的后热措施。

（2）焊后热处理：Cr13型马氏体钢制冲压接点通常需要进行焊后热处理，其目的在于降低沟槽热负面影响区的硬度，改善接点的塑性和韧性，消除或降低冲压残余应力，焊后处理有回火和完全退火。

铁素体钢制的冲压

1.铁素体钢制的冲压特征

铁素体钢制通常分为普通铁素体钢制和超纯铁素体钢制；铁素体钢制冲压时应注意的主要就难题是冲压接点的脆性难题，即冲压热负面影响区的脆化，包括熔合区附近热负面影响区的孔隙长大而引起的韧性下降，475摄氏脆化，σ相分离出来脆化。主要就包括下列几点：失灵区脆化、475摄氏脆化、σ相脆化以及冲压裂纹。

2.铁素体钢制的冲压工艺技术要点

普通铁素体钢制冲压时应该注意下列几点：

（1）焊前将焊件预热到150摄氏以上，层间环境温度保持不低于预热环境温度，注意控制层间环境温度不可过高，以防止低温脆化和475摄氏脆化。

（2）采用小的热输入、窄焊道冲压技术，防止在450摄氏以上逗留时间长。

（3）焊后进行750~800摄氏退火处理，使石蜡物球化，铬分布均匀，可恢复皮德盖性和改善接点的塑性。退火后快冷，防止σ相分离出来和475摄氏脆化。

（4）采用莱氏体钢制焊条冲压，焊前不必预热，焊后不可作热处理。

铁素体钢制的冲压金属材料，原则上应选用钛浓度与母材相近的焊条或焊丝，以保证冲压接点的均质性，只有在焊前无法预热，焊后难于热处理的情况下，才选用钛成分较高的莱氏体钢制冲压金属材料。采用莱氏体钢制冲压金属材料有利于提高冲压接点的塑性、韧性，但对不含固相原素的铁素体钢制，热负面影响区的科唇难以消除。Cr25~Cr30铁素体钢制，常见的莱氏体钢制冲压金属材料是Cr25~Ni13型。Cr16~Cr18铁素体钢制，常见的莱氏体钢制冲压金属材料是Cr19~Ni10型、Cr18~Ni12Mo型。

铁素体-莱氏体双相钢制的冲压

1.铁素体-莱氏体双相钢制的冲压特征

这类钢制的冲压性良好，在一般的拘束条件下，沟槽合金的热裂纹敏感性小，但当拘束度较大和沟槽合金中含氢量较高时，会导致冲压氢致裂纹偏激，因而在选择冲压金属材料和冲压操作过程中应控制氢的来源，防止导致氢致裂纹。

2.铁素体-莱氏体双相钢制的冲压工艺技术要点

（1）Cr18型双相钢制：这类钢冲压性好，冲压热裂纹和冷裂纹的敏感性小，接点脆化偏激小，因而，焊前无需预热，焊后也无需热处理。

此类钢冲压时，若接点的局速度较大，需严格控制氢的浓度，防止导致氢致裂纹。对薄板、薄壁管的封底冲压，宜采用钨极氩弧焊，并控制冲压热输入；对中厚板封底焊以外的冲压，可采用焊条电弧焊、气体保护焊和埋弧焊。

（2）Cr23无Mo型钢制：其与Cr18型双相钢一样冲压性良好，冲压热裂纹和冷裂纹的敏感性小，接点脆化偏激小，因而，焊前无需预热，焊后也无需热处理。冲压时为获得良好的相比例及防治各种脆化相分离出来，应控制冲压热输入在10~25kJ/cm的覆盖范围内，层间环境温度不超过150摄氏。

（3）Cr22型钢制：冲压性良好，冲压热裂纹和冷裂纹的敏感性小，接点脆化偏激小，因而，焊前无需预热，焊后也无需热处理。当冲压金属材料选择合适、冲压热输入控制在10~25kJ/cm、层间环境温度不超过150摄氏时，冲压接点具有良好的综合操控性。对这类钢的冲压，应严格控制焊材及冲压操作过程中的氢来源，防止氢致裂纹。

（4）Cr25型钢制：具有良好的冲压性。但要控制热输入，一般控制在10~25kJ/cm、层间环境温度不超过150摄氏以防止冲压接点塑性、韧性及耐锈蚀操控性大幅度降低。此类钢优先选择选用Cr25-Ni9-Mo4型超低碳双相钢制冲压金属材料。当冲压接点皮德盖性有更高要求时，可选用不含Nb的高Mo型镍基钛冲压金属材料。另外要控氢，以防止氢致裂纹。

烧结单齿辊堆焊修复方法

一、修复前准备

清理油污、尘泥、裂碎块、铁锈。

检测主要就工作部位及装配部位的形位尺寸，并做好记录。

对辊轴装置通水打压（0.7MPa），保压15min，检查主轴及辊齿各部位的漏水或渗水情况，把掉落的齿的部位进行临时封堵。

二、修复方案

辊齿部位磨损较轻，且水压试验不漏水处可直接实践与探索对辊齿进行堆焊。

磨损严重或水压试验再次出现渗漏的，可将整个辊齿用碳弧创割除，重新制作后再与主轴冲压。

三、单齿辊堆焊修复

1、焊前准备

为的是保证良好的堆焊修复效果，应当进行下列焊前准备工作。

焊前清理

焊前需对零件进行打磨，去除零件表面的油污、铁锈、水分等杂质，直至露出合金光泽为止。如果堆焊部位还存有原有堆焊层，必须用气刨将原有堆焊层打掉，露出齿冠基体，方可在其表面堆焊。

工装准备

为保证冲压质量，便于操作，需制作专用工装，使冲压位置尽量保持在平焊位置施焊。

2、焊机

单齿辊堆焊设备选用气保焊机，焊机应具备下列要求：

冲压电流可输出矩形脉冲波形，达到喷射过渡，易于全位置冲压。

对电网电压波动具有自动补偿功能。

设有过压、欠压、过流、失灵等自动保护功能。

依照电缆长度自动补偿，确保相同电缆长度均有良好的冲压操控性。

3、冲压金属材料

（1） 冲压金属材料注意事项

虽然耐磨焊丝在冲压速度、焊后成型、熔敷损耗率等多方面相比传统的耐磨焊条具有绝对优势，目前，绝大多数单齿辊生产和维修企业已全面使用耐磨焊丝。在选择单齿辊堆焊耐磨焊丝时，应注意下列几点。

硬度

耐磨焊丝的硬度大小，代表其耐磨操控性的高低。一般来说，硬度值越大，耐磨操控性越强。对单齿辊的堆焊修复，必须保证耐磨焊丝的硬度>55 HRC。

耐低温

单齿辊的特殊工况，决定了堆焊时使用的耐磨焊丝必须具有较强的耐低温操控性。普通高铬及高铬铸铁类冲压金属材料，在500℃以上低温时，其热平衡性和硬度剧烈下降，不建议使用。钴、镍两种钛原素都能提高钛金属材料的耐低温能力，建议选用含有钴或镍钛原素的冲压金属材料。

裂纹

当堆焊层的硬度>55时，裂纹很难避免。正常的裂纹是焊后应力释放的结果，属于正常现象，不会负面影响堆焊层的耐磨效果。但需要注意宽度达到1mm的大裂纹，交叉裂纹以及贯穿堆焊层到达单齿辊基体的裂纹。

（2）冲压金属材料型号推荐

北京固本kb998耐磨焊丝。该型号的耐磨焊丝在基体中加入镍钛，填充了石蜡钨粒子，非常适用低温工作环境，最高可承受900℃工作环境温度，硬度60-63 HRC。

4、堆焊工艺技术及参数

除了合理地选择焊机和冲压金属材料外，正确的堆焊工艺技术也是单齿辊破碎机堆焊和修复的重要因素。

（1）焊前预热

焊前焊件需进行整体预热，预热环境温度应≥150℃。预热操作过程中，可采用数字式红外线测温仪测量环境温度。为减小冲压应力，防止冷裂纹的导致，在堆焊操作过程中要保持层间环境温度不得低于预热环境温度。

（2） 冲压参数

冲压电流220~280A、冲压电压22~28V、保护气体为纯二氧化碳或纯氩气、保护气体量20L/min、焊丝伸出长度15~20mm、冲压速度35cm/min、焊枪倾角80度、电流类别为直接反流。

（3） 堆焊流程

堆焊前将辊轴两端架设在两个滚轮上，以便于冲压每一排辊齿，每焊完一排，转动辊轴再冲压下一排，直至焊完。

对辊轴辊齿进行冲压，可用2-4台焊机同时进行。堆焊时沿辊齿宽度方向由上而下依次进行，直至达到要求。正反面焊完后，再焊两个侧面，侧面的堆焊厚度为4~6mm。

辊齿焊完之后，可在辊轴表面薄薄地焊一层耐磨层(3~4mm)，以保护主轴，提高其耐磨性。

堆焊时，为防止焊丝中的钛成分烧损，冲压弧长应尽可能将短些，焊丝摆动覆盖范围应限制在焊丝直径的3~4倍。

（4） 备注说明

此堆焊工艺技术及参数由北京固本科技有限公司制定和发布，仅适用于北京固本KB998耐磨焊丝。使用其他耐磨冲压金属材料时，文档内容仅供参考。

5、焊后保温

焊后要及时保温，随时用石棉被盖住整个焊层，使之保温并缓慢加热至常压。保温时间不得低于48h（冬季施焊须较长时间），要充分做到堆焊部位的缓冷。

四、机加工组装

所有需要冲压或堆焊的部位实施冲压并达到要求后，对主轴轴承及密封部位进行机加工，以保证各部位的装配尺寸，最后按图样技术要求进行组装。

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