轧辊

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热轧辊常用的材料有55Mn2,55Cr,60CrMnMo,60SiMnMo等,热轧辊使用在开坯,厚板,型钢等加工中。它承受了强大的轧制力 ,剧烈的磨损和热疲劳影响,而且热轧辊在高温下工作,并且允许单位工作量内的直径磨损,所以不要求表面硬度,只要求具有较高的强度,韧性和耐热性。热轧辊只采用整体正火或淬火,表面硬度要求HB190~270。硬度 轧辊硬度是一个间接的物理值,它的高低受到轧辊本身内部组织状态的影响,如轧辊材料的基体硬度,轧辊材料中碳化物的种类和数量,轧辊的残余应力等等;同时,由于轧辊硬度检测常用的肖氏和里氏硬度检测均为反弹式硬度检测,受检测仪器的状态,操作者的心理因素等其他因素的影响较大。所以无论是轧辊的制造和使用部门,需要配备专人负责硬度的检测工作,注意硬度计的选型,与其他硬度的对比关系要稳定,同时要注意经常送检和校对硬度检测仪器和标准试块,有条件的企业可以推广利用标准轧辊来进行硬度计的校对工作。
 详细介绍
轧辊
常用冷轧辊中工作辊的材料有9Cr,9Cr2,9Crv,8CrMoV等,冷轧辊要求表面淬火,硬度为HS45~105。
 
  热轧辊常用的材料有55Mn2,55Cr,60CrMnMo,60SiMnMo等,热轧辊使用在开坯,厚板,型钢等加工中。它承受了强大的轧制力 ,剧烈的磨损和热疲劳影响,而且热轧辊在高温下工作,并且允许单位工作量内的直径磨损,所以不要求表面硬度,只要求具有较高的强度,韧性和耐热性。热轧辊只采用整体正火或淬火,表面硬度要求HB190~270。硬度 轧辊硬度是一个间接的物理值,它的高低受到轧辊本身内部组织状态的影响,如轧辊材料的基体硬度,轧辊材料中碳化物的种类和数量,轧辊的残余应力等等;同时,由于轧辊硬度检测常用的肖氏和里氏硬度检测均为反弹式硬度检测,受检测仪器的状态,操作者的心理因素等其他因素的影响较大。所以无论是轧辊的制造和使用部门,需要配备专人负责硬度的检测工作,注意硬度计的选型,与其他硬度的对比关系要稳定,同时要注意经常送检和校对硬度检测仪器和标准试块,有条件的企业可以推广利用标准轧辊来进行硬度计的校对工作。
 

功能分类

 

按辊身形状

  轧辊有不同的分类方法。按辊身形状分为圆柱形和非圆柱形,前者主要用于板材、带材、型材和线材生 产,后者主要用于管材生产。

 

是否接触轧件

  按是否接触轧件分为工作轧辊和支承辊。直接接触轧件的轧辊称工作轧辊;为增加工作轧辊的刚度和强度而置于工作轧辊背面或侧面又不直接接触轧件的轧辊称支承辊。

 

使用机架

  按使用机架分为初轧辊、粗轧辊、中间轧辊和精轧辊。按轧材的品种分为板带轧辊、轨梁轧辊、线材轧辊和管材轧辊等。还可按轧制时轧件的状态分为热轧辊和冷轧辊。
 

工作条件

 

轧辊的工作条件

  轧机部件中轧辊的工作条件最为复杂。轧辊在制造和使用前的准备工序中会产生残余应力和热应力。使用 时又进一步受到了各种周期应力的作用,包括有弯曲、扭转、剪力、接触应力和热应力等。这些应力沿辊身的分布是不均匀的、不断变化的,其原因不仅有设计因素,还有轧辊在使用中磨损、温度和辊形的不断变化。此外,轧制条件经常会出现异常情况。轧辊在使用后冷却不当,也会受到热应力的损害。所以轧辊除磨损外,还经常出现裂纹、断裂、剥落、压痕等各种局部损伤和表面损伤。一个好的轧辊,其强度、耐磨性和其他各种性能指标间应有较优的匹配。这样,不仅在正常轧制条件下持久耐用,又能在出现某些异常轧制情况时损伤较小。所以在制造轧辊时要严格控制轧辊的冶金质量或辅以外部措施以增强轧辊的承载能力。合理的辊形、孔型、变形制度和轧制条件也能减小轧辊工作负荷,避免局部高峰应力,延长轧辊寿命。

 

轧辊消耗量

  决定于三个因素:①轧机、轧材和轧制条件,以及轧辊的合理选择;②轧辊材料及其制造质量;③轧辊的使用和维护制度。
 

工作原理

 

强度、抗热裂

  通常对粗轧辊以强度、抗热裂为主要要求;小型20辊轧机的工作轧辊重仅 100克左右,而宽厚板轧机的支承辊重量已超过200吨。选用轧辊时首先根据轧机对轧辊的基本强度要求,选定安全承载的主体材料(各种级别的铸铁、铸钢或锻钢等)。

 

硬度、耐磨

  而精轧辊速度较高,轧制最终产品要有一定的表面质量,对它以硬度、耐磨等为主要要求。然后考虑轧辊使用时所应有的耐磨性。由于轧辊的磨损机理很复杂,包括机械应力作用、轧制时的热作用、冷却作用、润滑介质的化学作用以及其他作用,目前还没有一项综合评定轧辊抗磨性的统一指标。由于硬度易于测量,并在一定条件下可以反映耐磨性,所以一般就用径向硬度曲线来近似地表述轧辊的耐磨指标。

 

耐冲击

  此外,对轧辊还有一些特殊要求,如压下量大时,要求轧辊有较强的咬入能力,较耐冲击;

 

光洁度

  轧制薄规格产品时,则对轧辊的刚性、组织性能均匀性、加工精度以及表面光洁度等要求较严;

 

切削加工性能

  轧制复杂断面的型钢时,还要考虑辊身工作层的切削加工性能等。
 
  选用轧辊时,对轧辊的有些性能要求往往是彼此对立的,轧辊购置费和维护费用又很昂贵,所以应充分权衡技术和经济上的利弊,决定用铸的还是锻的,合金的还是非合金的,单一材料的还是复合材料的。
 

轧辊品种

 

铸铁轧辊

  一般按制造工艺分类:工作层因金属型的激冷作用呈白口组织(基体+碳化物)的轧辊称冷硬铸铁轧辊; 用上述方法,但适当提高铁水碳当量而得到麻口组织(基体+碳化物+石墨)的轧辊称无限冷硬铸铁轧辊。“无限”—词源于英文“indefinite”,原意为“不明确”,指激冷层在断口上无明确界限,被误译为“无限”,现已沿用成习。采用衬砂金属型并继续提高碳当量可得粗麻口组织的轧辊,称半冷硬铸铁轧辊。所有上述品种的组织中凡石墨呈球状的,称球墨铸铁轧辊;复合浇铸的轧辊加“复合”一词。

 

铸钢轧辊

  一般按含碳量分类:含碳极高(1.4~2.4%)的过共析钢轧辊,俗称半钢轧辊,高碳的半钢轧辊实际已伸入铸铁领域;高碳过共析钢轧辊还有一类为石墨钢轧辊,其石墨是通过孕育和热处理获得的。

 

锻钢轧辊

  一般按用途分类。

 

其他

  除采用特殊加工工艺的以外,都直接以材质称呼。如用电渣重熔铸造坯料锻压的轧辊称为电渣重熔锻压轧辊。
 

相关信息

 

堆焊技术

  对大部分轧辊的芯部和工作表层有不同的性能要求。用单一材料难于满足要求时,内外层可分别用两种材料来制造。复合工艺可采用机械组合、复合铸造及其他复层技术。修复轧辊常用堆焊技术。

 

参考书目

  Selection of Material for Rolls for the Metal Working Industry,Metals Handboo噚,9th ed., Vol. 3, pp. 502~507,ASM, Metals Park, Ohio, 1980. Waher Patt, Walzen, Walzenwerkstoffe und ihre Bearbeitung,Technische Mitteilungen, Vol. 69, No.11, pp. 578~587, 1976.

 

锻钢轧辊现状

  锻钢轧辊可分为锻钢热轧辊及锻钢冷轧辊,锻钢热轧辊主要用于热轧开坯及型钢粗轧辊,锻钢冷轧辊广泛用作冷轧工作辊。由于冷轧板材要求质量较高,尤其是冷轧薄板广泛用于轻工、汽车、建筑及铁道等行业,要生产高质量的冷轧薄板,必须要有高质量的冷轧工作辊做保证,这样对冷轧工作辊的性能提出很高的要求:辊身表面必须具有高而均匀的硬度,以保证冷轧带材或钢板的尺寸精度和良好的表面质量;辊身具有一定的淬硬层深度;具有高的抗事故能力。为达到这些性能,对轧辊材质的原始组织要求很严:一是纯净的冶金质量;二是组织的均匀性。高的冶金质量指轧辊钢锭结晶致密,偏析不严重,不允许存在白点,钢中残存的非金属夹杂物含量尽可能低。对轧辊使用状态下的组织要求为隐针M及细小C,碳化物颗粒尺寸尽可能细小(0.5-2微米),呈弥散分布。同时保证一定的淬硬层深度,淬硬层深度的增加,可以减少轧辊在使用中的重淬次数,大大降低轧辊成本。

 

修复方法

  冷焊修补方法:冷焊机是利用电火花高频放电原理对金属表面进行无热堆焊,因而在修补轧辊砂眼、划伤等缺陷过程中不变形、不退火、不咬边和残余应力,不改变金属组织状态。修复精度高,涂层厚度从几微米到几毫米,可对金属工件出现磨损、划伤、针孔、裂纹、缺损变形、硬度降低、沙眼、损伤等缺陷进行沉积、封孔、补平等修复功能,只须打磨、抛光,也可进行车、铣、 刨、磨等各类机械加工,以及电镀等后期加工


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