《锻钢支承辊辊颈激光熔覆修复技术规范编制说明》

团体标准《锻钢支承辊辊颈激光熔覆修复技术规范》

编制说明（征求意见稿）

一、工作简况

1.任务来源

本项目源于2023年7月18日中国机械工业联合会下达的《关于印发2023年第四批中国

机械工业联合会团体标准制修订计划的通知》（机械标[2023]198号）的要求，计划项目编

号：20230403，项目名称：锻钢支承辊辊颈激光熔覆修复技术规范，任务为制定，由中国

机械工业联合会提出并归口。主要起草单位：宝山钢铁股份有限公司、宝武装备智能科技

有限公司等，计划完成时间：2024年7月。

2.主要工作过程

起草阶段：计划下达后，于2023年9月1日在上海宝山召开起草工作组成立大会，确定

由宝钢股份有限公司担任组长单位，负责主要起草工作，同时确定了标准的内容、范围、

组织形式和工作方式等。起草工作组在工作过程中广泛收集、分析国内外相关技术文献和

资料，同时结合生产和工程应用经验等进行归纳和总结，形成了标准草案初稿及编制说明。

2023年10月6日在上海宝山召开工作会议，详细讨论了标准的总体架构和各项具体内

容，并对标准草案初稿进行了认真修改。

按照团体标准制修订程序，于2023年10月25日在上海宝山召开标准讨论稿研讨会，对

《锻钢支承辊辊颈激光熔覆修复技术规范》（草案）的内容进行了研讨。根据会议提出的

修改意见和建议，工作组对标准讨论稿进行了修改与完善，形成《锻钢支承辊辊颈激光熔

覆修复技术规范》（征求意见稿）及编制说明。

审查阶段：

报批阶段：

3.主要参加单位和工作组成员及其所做的工作

本标准主要参加单位包括宝山钢铁股份有限公司、宝钢日铁汽车板有限公司、马鞍山

钢铁股份有限公司、太原钢铁集团有限公司等用户单位，宝武装备智能科技有限公司、上

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海江南轧辊有限公司、宝钢轧辊科技有限责任公司等技术服务单位，以及东北大学、东华

大学、广东腐蚀科学与技术创新研究院等科研院所。

主要起草人：瞿海霞、彭辉、吴琼、范群、曹彬、傅卫、陈伟、姚利松、张增良、汪

长安、潘勋平、杨凯夫、刘常生、朱世根、吴保桥、杨萍、张国星、张志忠、陈刚、郝瑞

华、林峰、黎恒君。

所做的工作：工作组组长主持全面协调工作，负责对各阶段标准的审核；本标准主要

执笔人负责本标准的具体起草与编制；相关同志负责国内外相关技术文献和资料的收集、

分析及资料查证，对冷轧支承辊辊颈修复技术和方法进行总结和归纳；相关同志负责对国

内外冷轧支承辊辊颈修复的现状与发展情况进行全面调研，负责对各方面的意见及建议进

行归纳和整理。

二、标准编制原则、主要内容和解决的主要问题

1.标准编制原则

（1）规范性要素的规定、编写结构及格式按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1

部分：标准化文件的结构和起草规则》编制。

（2）本标准以制定方式进行起草。

（3）本标准的制定主要参考了表1所列的标准或文件，并结合国内钢铁企业锻钢支承

辊辊颈修复的实际应用情况及验证试验结果进行编写，以保证本标准技术指标的先进性、

实用性和经济性。

表1参考的相关标准

序号标准代号标准名称

产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法表面粗糙度参数

1GB/T1031

及其数值

2GB/T1958产品几何技术规范（GPS）几何公差检测与验证

产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法术语、定义及表

3GB/T3505

面结构参数

4GB/T13313轧辊肖氏、里氏硬度试验方法

5GB/T15546冶金轧辊术语

产品几何量技术规范(GPS)表面结构轮廓法测量标准第1部

6GB/T19067.1

分：实物测量标准

7GB/T29795激光修复技术术语和定义

8GB/T29796-2013激光修复通用技术规范

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序号标准代号标准名称

9GB/T37400.15-2019重型机械通用技术条件第15部分：锻钢件无损探伤

10JB/T4120大型锻造合金钢支承辊技术条件

11JB/T6980.1塑料薄膜和纸压敏粘贴标牌技术条件

12NB/T47013.3-2015承压设备无损检测第3部分：超声检测

13NB/T47013.5-2015承压设备无损检测第5部分：渗透检测

2.标准主要内容

轧机、平整机支承辊辊颈和配套轴承在服役过程中，辊颈会出现不同程度的磨损或损

伤，造成配合间隙增大，直接影响到辊颈与轴承间的稳定配合与轧机精度状态，并加速支

承辊辊颈的磨损，给设备的安全生产带来很大风险，磨损或损伤超过一定程度就会导致轧

辊无法继续使用。因此，必须采用合适的修复工艺对此类支承辊辊颈进行尺寸与性能恢复，

以减少因装配间隙逐步增大造成的轧制稳定性下降和安全风险。

激光熔覆是近年来一种新兴的表面增材强化技术，与常规的堆焊技术相比，具有优质、

高效、节能、节材、环保等众多优点。为了降低生产成本和能源消耗、实现轧辊全生命周

期管理，宝山钢铁股份有限公司近年来开展了闲置轧辊循环利用关键技术研究及多基地示

范应用，并采用激光熔覆技术成功实现多支锻钢支承辊的辊颈修复并在现场应用至今，不

仅实现了辊颈磨损和损伤支承辊的循环再利用，而且修复后的辊颈使用性能优异，显著提

高了辊颈的耐磨性及使用寿命，得到现场应用单位的高度认可。随着钢铁企业降本增效需

求的日益增加和激光熔覆价格的不断降低，激光熔覆技术将会在轧辊辊颈修复中得到推广

应用。

对锻钢支承辊辊颈进行激光熔覆修复由我国原创，目前尚无可供参考的国际和国内标

准，在推广过程中，部分钢厂不敢轻易尝试新技术，抑制了行业发展；此外，由于没有技

术标准作为指导，将会造成激光修复质量良莠不齐，严重影响该行业的健康、有序发展。

本标准规定了锻钢支承辊辊颈激光熔覆修复的总体要求和激光熔覆修复要求，描述了

相应的检验方法、标记、包装和贮存以及资料提供和文档管理，规范了锻钢支承辊辊颈激

光熔覆修复的技术要求，以提升激光熔覆修复的质量，确保锻钢支承辊辊颈修复后的使用

性能和寿命。制定锻钢支承辊辊颈激光熔覆修复技术团体标准，将有利于保持技术领先、

对行业的引领以及后续的推广应用，对促进轧钢行业健康发展和绿色制造技术的不断进步

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具有重要意义。

三、是否有对应的国家标准或行业标准

本标准是首次制定，目前尚无对应的国家标准和行业标准。

与其他相近标准的对比情况：经资料查阅，行业标准《YB/T4914-2021冶金轧辊堆焊

再制造通用技术条件》与本团标有所关联。该行业标准规定了冶金轧辊堆焊再制造性的评

估方法、缺陷处理、技术要求、质量检验、涂覆、包装和标识。该标准内容中虽有提及支

承辊，但该标准只是适用于以堆焊工艺方法再制造的冶金轧辊，特别是针对采用焊丝堆焊

进行辊面再制造。本次制定团体标准为针对特殊要求的锻钢类支承辊的辊颈而非辊面，采

用绿色激光熔覆工艺进行修复，与对比行标的针对对象、采用的技术方法和技术要求截然

不同，有必要制定新的标准进行规范。

四、主要试验（或验证）情况分析

1.标准主要技术指标确定的依据

宝山钢铁股份有限公司及宝钢日铁汽车板有限公司冷轧机组支承辊经多年使用，辊颈

均出现不同程度的磨损，通常磨损量在1mm以上，导致辊颈与轴承之间的配合间隙增大，

不仅影响到辊颈与轴承间的配合与稳定运行，如不及时修复还会导致支承辊辊颈烧损甚至

断裂等安全风险。前期对辊颈磨损的支承辊采用镶套方法修复，经多次试修又产生了新的

问题，所镶薄壁套会产生变形，导致辊颈和镶套配合松动并形成跑圈现象。为此，公司先

后开展了《连退支承辊辊颈磨损再造修复研究》和《冷轧连退支承辊辊颈磨损激光增材修

复》两项科研项目，对该问题进行攻关研究及应用验证。

辊类的磨损通常采用电弧堆焊、电镀硬铬、热喷涂及激光熔覆等表面涂层方法进行尺

寸修复。在修复工艺的选择上，鉴于支承辊辊体材料为Cr5系合金锻钢，此类高碳材质可

焊性很差。常规电弧堆焊因热输入量大，焊接稀释率较高，易在熔合区及热影响区形成脆

性组织，在较大的焊接应力作用下极易形成裂纹等缺陷，显然此方法在锻钢支承辊的尺寸

及性能修复上风险较大；热喷涂工艺制备的涂层与基体为物理结合，结合力一般不超过70

MPa，无法承受冲击或碾压载荷，且热喷涂涂层制备厚度通常只有0.1-0.3mm，难以满足

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磨损辊颈的修复需求；电镀硬铬工艺同样在修复厚度上受限，且不符合绿色环保要求。而

激光熔覆修复工艺可制备与基体冶金结合的涂层，涂层制备厚度通常在0.5-3mm，理论上

可制备无限厚度涂层；同时因激光光斑直径小，熔池冷却速度快，热输入量及热影响区范

围都比较小，不会影响到轧辊本体性能；通过调整工艺可有效控制涂层稀释率，小的涂层

厚度就能获得所设计涂层的目标成分，同时因填充材料为合金粉末，材料可选范围广，更

易进行涂层成分设计。

通过各修复工艺特点及试验比对，最终选择采用激光熔覆修复工艺路线，并在实际支

承辊上进行应用验证，如图1所示。

图1冷轧支承辊辊颈激光熔覆修复

对激光熔覆修复后的支承辊辊颈机械加工到成品尺寸，并进行成品无损探伤检验，检

验结果如图2所示，表面PT着色探伤及UT超声检测均合格。

图2修复辊颈无损探伤检验

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基于上述两项科研项目的试验开发及支承辊辊颈实物修复案例进行总结，形成了锻钢

支承辊辊颈激光熔覆修复技术规范。

2.标准编制后的试用验证情况

本标准中涉及的各项技术参数均已在生产实践中得到验证，具体应用案例如表2所示。

根据本标准规定的各项技术参数及流程进行试用验证，不仅实现了辊颈磨损和损伤支承辊

的循环再利用，有效解决闲置轧辊循环利用问题，而且修复后的辊颈使用性能优异，显著

提高了辊颈的耐磨性及使用寿命，得到现场应用单位的高度认可。试用结果证明标准指标

先进，方法科学，具有良好的可操作性，能够很好地满足生产实践的要求。

表2用于标准验证的生产实践案例

序号验证产线修复部位激光熔覆涂层厚度激光修复产品寿命

宝钢日铁汽车板2019年12月至今，大幅改善轴头

1支承辊传动扁头1.5mm

有限公司使用性能

宝钢日铁汽车板2020年1月至今，使用状态正常，

2支承辊轴颈2.2mm

有限公司耐磨损能力较修复前明显提升

宝钢日铁汽车板2020年4月至今，使用状态正常，

3支承辊轴颈2.5mm

有限公司耐磨损能力较修复前明显提升

宝钢日铁汽车板2022年1月上机，大幅改善轴头

4支承辊传动扁头2.0mm

有限公司使用性能

宝钢日铁汽车板2022年3月上机，大幅改善轴头

5支承辊传动扁头2.0mm

有限公司使用性能

2023年3月至今，使用状态正常，

6宝钢股份冷轧厂支承辊轴颈2.8mm

耐磨损能力较修复前明显提升

宝钢日铁汽车板2023年8月上机，大幅改善轴头

7支承辊传动扁头2.0mm

有限公司使用性能

8宝钢股份冷轧厂支承辊轴颈2.0mm2023年10月上机，使用状态良好

五、标准中涉及专利的情况

未查询到标准相关涉及专利，不涉及知识产权问题。

六、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况

锻钢支承辊是轧机、平整机的核心部件，其使用性能直接影响产线顺行、生产消耗及

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产品质量，制造要求极高，是代表国家大型装备制造能力及创新水平的标志性产品。

由于目前尚无激光修复锻钢支承辊辊颈可供参考的国际和国内标准，没有统一的技术

规范和标准作为指导。因此，制定锻钢支承辊辊颈激光熔覆修复技术规范，将有利于保持

技术领先、对行业的引领以及后续的推广应用，确保锻钢支承辊辊颈修复后的使用性能和

寿命，不仅经济效益显著，而且对促进轧钢行业健康发展和绿色制造技术的不断进步具有

重要意义