《鍛鋼支承輥輥頸激光熔覆修復技術規(guī)范編制說明》

團體標準《鍛鋼支承輥輥頸激光熔覆修復技術規(guī)范》

編制說明（征求意見稿）

一、工作簡況

1.任務來源

本項目源于2023年7月18日中國機械工業(yè)聯(lián)合會下達的《關于印發(fā)2023年第四批中國

機械工業(yè)聯(lián)合會團體標準制修訂計劃的通知》（機械標[2023]198號）的要求，計劃項目編

號：20230403，項目名稱：鍛鋼支承輥輥頸激光熔覆修復技術規(guī)范，任務為制定，由中國

機械工業(yè)聯(lián)合會提出并歸口。主要起草單位：寶山鋼鐵股份有限公司、寶武裝備智能科技

有限公司等，計劃完成時間：2024年7月。

2.主要工作過程

起草階段：計劃下達后，于2023年9月1日在上海寶山召開起草工作組成立大會，確定

由寶鋼股份有限公司擔任組長單位，負責主要起草工作，同時確定了標準的內容、范圍、

組織形式和工作方式等。起草工作組在工作過程中廣泛收集、分析國內外相關技術文獻和

資料，同時結合生產(chǎn)和工程應用經(jīng)驗等進行歸納和總結，形成了標準草案初稿及編制說明。

2023年10月6日在上海寶山召開工作會議，詳細討論了標準的總體架構和各項具體內

容，并對標準草案初稿進行了認真修改。

按照團體標準制修訂程序，于2023年10月25日在上海寶山召開標準討論稿研討會，對

《鍛鋼支承輥輥頸激光熔覆修復技術規(guī)范》（草案）的內容進行了研討。根據(jù)會議提出的

修改意見和建議，工作組對標準討論稿進行了修改與完善，形成《鍛鋼支承輥輥頸激光熔

覆修復技術規(guī)范》（征求意見稿）及編制說明。

審查階段：

報批階段：

3.主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

本標準主要參加單位包括寶山鋼鐵股份有限公司、寶鋼日鐵汽車板有限公司、馬鞍山

鋼鐵股份有限公司、太原鋼鐵集團有限公司等用戶單位，寶武裝備智能科技有限公司、上

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海江南軋輥有限公司、寶鋼軋輥科技有限責任公司等技術服務單位，以及東北大學、東華

大學、廣東腐蝕科學與技術創(chuàng)新研究院等科研院所。

主要起草人：瞿海霞、彭輝、吳瓊、范群、曹彬、傅衛(wèi)、陳偉、姚利松、張增良、汪

長安、潘勛平、楊凱夫、劉常生、朱世根、吳保橋、楊萍、張國星、張志忠、陳剛、郝瑞

華、林峰、黎恒君。

所做的工作：工作組組長主持全面協(xié)調工作，負責對各階段標準的審核；本標準主要

執(zhí)筆人負責本標準的具體起草與編制；相關同志負責國內外相關技術文獻和資料的收集、

分析及資料查證，對冷軋支承輥輥頸修復技術和方法進行總結和歸納；相關同志負責對國

內外冷軋支承輥輥頸修復的現(xiàn)狀與發(fā)展情況進行全面調研，負責對各方面的意見及建議進

行歸納和整理。

二、標準編制原則、主要內容和解決的主要問題

1.標準編制原則

（1）規(guī)范性要素的規(guī)定、編寫結構及格式按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1

部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》編制。

（2）本標準以制定方式進行起草。

（3）本標準的制定主要參考了表1所列的標準或文件，并結合國內鋼鐵企業(yè)鍛鋼支承

輥輥頸修復的實際應用情況及驗證試驗結果進行編寫，以保證本標準技術指標的先進性、

實用性和經(jīng)濟性。

表1參考的相關標準

序號標準代號標準名稱

產(chǎn)品幾何技術規(guī)范（GPS）表面結構輪廓法表面粗糙度參數(shù)

1GB/T1031

及其數(shù)值

2GB/T1958產(chǎn)品幾何技術規(guī)范（GPS）幾何公差檢測與驗證

產(chǎn)品幾何技術規(guī)范（GPS）表面結構輪廓法術語、定義及表

3GB/T3505

面結構參數(shù)

4GB/T13313軋輥肖氏、里氏硬度試驗方法

5GB/T15546冶金軋輥術語

產(chǎn)品幾何量技術規(guī)范(GPS)表面結構輪廓法測量標準第1部

6GB/T19067.1

分：實物測量標準

7GB/T29795激光修復技術術語和定義

8GB/T29796-2013激光修復通用技術規(guī)范

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序號標準代號標準名稱

9GB/T37400.15-2019重型機械通用技術條件第15部分：鍛鋼件無損探傷

10JB/T4120大型鍛造合金鋼支承輥技術條件

11JB/T6980.1塑料薄膜和紙壓敏粘貼標牌技術條件

12NB/T47013.3-2015承壓設備無損檢測第3部分：超聲檢測

13NB/T47013.5-2015承壓設備無損檢測第5部分：滲透檢測

2.標準主要內容

軋機、平整機支承輥輥頸和配套軸承在服役過程中，輥頸會出現(xiàn)不同程度的磨損或損

傷，造成配合間隙增大，直接影響到輥頸與軸承間的穩(wěn)定配合與軋機精度狀態(tài)，并加速支

承輥輥頸的磨損，給設備的安全生產(chǎn)帶來很大風險，磨損或損傷超過一定程度就會導致軋

輥無法繼續(xù)使用。因此，必須采用合適的修復工藝對此類支承輥輥頸進行尺寸與性能恢復，

以減少因裝配間隙逐步增大造成的軋制穩(wěn)定性下降和安全風險。

激光熔覆是近年來一種新興的表面增材強化技術，與常規(guī)的堆焊技術相比，具有優(yōu)質、

高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保等眾多優(yōu)點。為了降低生產(chǎn)成本和能源消耗、實現(xiàn)軋輥全生命周

期管理，寶山鋼鐵股份有限公司近年來開展了閑置軋輥循環(huán)利用關鍵技術研究及多基地示

范應用，并采用激光熔覆技術成功實現(xiàn)多支鍛鋼支承輥的輥頸修復并在現(xiàn)場應用至今，不

僅實現(xiàn)了輥頸磨損和損傷支承輥的循環(huán)再利用，而且修復后的輥頸使用性能優(yōu)異，顯著提

高了輥頸的耐磨性及使用壽命，得到現(xiàn)場應用單位的高度認可。隨著鋼鐵企業(yè)降本增效需

求的日益增加和激光熔覆價格的不斷降低，激光熔覆技術將會在軋輥輥頸修復中得到推廣

應用。

對鍛鋼支承輥輥頸進行激光熔覆修復由我國原創(chuàng)，目前尚無可供參考的國際和國內標

準，在推廣過程中，部分鋼廠不敢輕易嘗試新技術，抑制了行業(yè)發(fā)展；此外，由于沒有技

術標準作為指導，將會造成激光修復質量良莠不齊，嚴重影響該行業(yè)的健康、有序發(fā)展。

本標準規(guī)定了鍛鋼支承輥輥頸激光熔覆修復的總體要求和激光熔覆修復要求，描述了

相應的檢驗方法、標記、包裝和貯存以及資料提供和文檔管理，規(guī)范了鍛鋼支承輥輥頸激

光熔覆修復的技術要求，以提升激光熔覆修復的質量，確保鍛鋼支承輥輥頸修復后的使用

性能和壽命。制定鍛鋼支承輥輥頸激光熔覆修復技術團體標準，將有利于保持技術領先、

對行業(yè)的引領以及后續(xù)的推廣應用，對促進軋鋼行業(yè)健康發(fā)展和綠色制造技術的不斷進步

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具有重要意義。

三、是否有對應的國家標準或行業(yè)標準

本標準是首次制定，目前尚無對應的國家標準和行業(yè)標準。

與其他相近標準的對比情況：經(jīng)資料查閱，行業(yè)標準《YB/T4914-2021冶金軋輥堆焊

再制造通用技術條件》與本團標有所關聯(lián)。該行業(yè)標準規(guī)定了冶金軋輥堆焊再制造性的評

估方法、缺陷處理、技術要求、質量檢驗、涂覆、包裝和標識。該標準內容中雖有提及支

承輥，但該標準只是適用于以堆焊工藝方法再制造的冶金軋輥，特別是針對采用焊絲堆焊

進行輥面再制造。本次制定團體標準為針對特殊要求的鍛鋼類支承輥的輥頸而非輥面，采

用綠色激光熔覆工藝進行修復，與對比行標的針對對象、采用的技術方法和技術要求截然

不同，有必要制定新的標準進行規(guī)范。

四、主要試驗（或驗證）情況分析

1.標準主要技術指標確定的依據(jù)

寶山鋼鐵股份有限公司及寶鋼日鐵汽車板有限公司冷軋機組支承輥經(jīng)多年使用，輥頸

均出現(xiàn)不同程度的磨損，通常磨損量在1mm以上，導致輥頸與軸承之間的配合間隙增大，

不僅影響到輥頸與軸承間的配合與穩(wěn)定運行，如不及時修復還會導致支承輥輥頸燒損甚至

斷裂等安全風險。前期對輥頸磨損的支承輥采用鑲套方法修復，經(jīng)多次試修又產(chǎn)生了新的

問題，所鑲薄壁套會產(chǎn)生變形，導致輥頸和鑲套配合松動并形成跑圈現(xiàn)象。為此，公司先

后開展了《連退支承輥輥頸磨損再造修復研究》和《冷軋連退支承輥輥頸磨損激光增材修

復》兩項科研項目，對該問題進行攻關研究及應用驗證。

輥類的磨損通常采用電弧堆焊、電鍍硬鉻、熱噴涂及激光熔覆等表面涂層方法進行尺

寸修復。在修復工藝的選擇上，鑒于支承輥輥體材料為Cr5系合金鍛鋼，此類高碳材質可

焊性很差。常規(guī)電弧堆焊因熱輸入量大，焊接稀釋率較高，易在熔合區(qū)及熱影響區(qū)形成脆

性組織，在較大的焊接應力作用下極易形成裂紋等缺陷，顯然此方法在鍛鋼支承輥的尺寸

及性能修復上風險較大；熱噴涂工藝制備的涂層與基體為物理結合，結合力一般不超過70

MPa，無法承受沖擊或碾壓載荷，且熱噴涂涂層制備厚度通常只有0.1-0.3mm，難以滿足

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磨損輥頸的修復需求；電鍍硬鉻工藝同樣在修復厚度上受限，且不符合綠色環(huán)保要求。而

激光熔覆修復工藝可制備與基體冶金結合的涂層，涂層制備厚度通常在0.5-3mm，理論上

可制備無限厚度涂層；同時因激光光斑直徑小，熔池冷卻速度快，熱輸入量及熱影響區(qū)范

圍都比較小，不會影響到軋輥本體性能；通過調整工藝可有效控制涂層稀釋率，小的涂層

厚度就能獲得所設計涂層的目標成分，同時因填充材料為合金粉末，材料可選范圍廣，更

易進行涂層成分設計。

通過各修復工藝特點及試驗比對，最終選擇采用激光熔覆修復工藝路線，并在實際支

承輥上進行應用驗證，如圖1所示。

圖1冷軋支承輥輥頸激光熔覆修復

對激光熔覆修復后的支承輥輥頸機械加工到成品尺寸，并進行成品無損探傷檢驗，檢

驗結果如圖2所示，表面PT著色探傷及UT超聲檢測均合格。

圖2修復輥頸無損探傷檢驗

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基于上述兩項科研項目的試驗開發(fā)及支承輥輥頸實物修復案例進行總結，形成了鍛鋼

支承輥輥頸激光熔覆修復技術規(guī)范。

2.標準編制后的試用驗證情況

本標準中涉及的各項技術參數(shù)均已在生產(chǎn)實踐中得到驗證，具體應用案例如表2所示。

根據(jù)本標準規(guī)定的各項技術參數(shù)及流程進行試用驗證，不僅實現(xiàn)了輥頸磨損和損傷支承輥

的循環(huán)再利用，有效解決閑置軋輥循環(huán)利用問題，而且修復后的輥頸使用性能優(yōu)異，顯著

提高了輥頸的耐磨性及使用壽命，得到現(xiàn)場應用單位的高度認可。試用結果證明標準指標

先進，方法科學，具有良好的可操作性，能夠很好地滿足生產(chǎn)實踐的要求。

表2用于標準驗證的生產(chǎn)實踐案例

序號驗證產(chǎn)線修復部位激光熔覆涂層厚度激光修復產(chǎn)品壽命

寶鋼日鐵汽車板2019年12月至今，大幅改善軸頭

1支承輥傳動扁頭1.5mm

有限公司使用性能

寶鋼日鐵汽車板2020年1月至今，使用狀態(tài)正常，

2支承輥軸頸2.2mm

有限公司耐磨損能力較修復前明顯提升

寶鋼日鐵汽車板2020年4月至今，使用狀態(tài)正常，

3支承輥軸頸2.5mm

有限公司耐磨損能力較修復前明顯提升

寶鋼日鐵汽車板2022年1月上機，大幅改善軸頭

4支承輥傳動扁頭2.0mm

有限公司使用性能

寶鋼日鐵汽車板2022年3月上機，大幅改善軸頭

5支承輥傳動扁頭2.0mm

有限公司使用性能

2023年3月至今，使用狀態(tài)正常，

6寶鋼股份冷軋廠支承輥軸頸2.8mm

耐磨損能力較修復前明顯提升

寶鋼日鐵汽車板2023年8月上機，大幅改善軸頭

7支承輥傳動扁頭2.0mm

有限公司使用性能

8寶鋼股份冷軋廠支承輥軸頸2.0mm2023年10月上機，使用狀態(tài)良好

五、標準中涉及專利的情況

未查詢到標準相關涉及專利，不涉及知識產(chǎn)權問題。

六、預期達到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況

鍛鋼支承輥是軋機、平整機的核心部件，其使用性能直接影響產(chǎn)線順行、生產(chǎn)消耗及

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產(chǎn)品質量，制造要求極高，是代表國家大型裝備制造能力及創(chuàng)新水平的標志性產(chǎn)品。

由于目前尚無激光修復鍛鋼支承輥輥頸可供參考的國際和國內標準，沒有統(tǒng)一的技術

規(guī)范和標準作為指導。因此，制定鍛鋼支承輥輥頸激光熔覆修復技術規(guī)范，將有利于保持

技術領先、對行業(yè)的引領以及后續(xù)的推廣應用，確保鍛鋼支承輥輥頸修復后的使用性能和

壽命，不僅經(jīng)濟效益顯著，而且對促進軋鋼行業(yè)健康發(fā)展和綠色制造技術的不斷進步具有

重要意義