鍛造支撐輥的特性與發(fā)展

時(shí)間：2016-10-29作者：浙江兆東機(jī)械有限公司瀏覽：122

   四輥軋機(jī)中的支撐輥用于支撐直徑小的工作輥撓曲，輥身和輥頸承受較大負(fù)荷，因而對(duì)支撐輥的輥身剛度、耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度，以及輥頸的韌性和彎曲疲勞強(qiáng)度的要求很高。在選擇支撐輥時(shí)，需要綜合考慮支撐輥的制造工藝和使用工藝，合理利用鍛鋼支撐輥的冶金特性做好生產(chǎn)和使用的每個(gè)環(huán)節(jié)，獲得較佳使用性能的支撐輥。
   四輥軋機(jī)中的支撐輥用于支撐直徑小的工作輥撓曲，在機(jī)服役周期長、輥身長期與工作輥滾動(dòng)接觸承受較大的壓力，同時(shí)輥頸長期承受交變彎曲應(yīng)力，因而對(duì)支撐輥的輥身剛度、耐磨性、接觸疲勞強(qiáng)度，以及輥頸的韌性和彎曲疲勞強(qiáng)度的要求很高。目前熱帶鋼軋機(jī)的支撐輥主要有鑄鋼和鍛鋼兩種材質(zhì)，雖然鑄鋼支撐輥價(jià)格較低，但鍛鋼支撐輥的強(qiáng)度和延展性較高，疲勞壽命較長，成為**軋機(jī)的主流配置。唐鋼熱軋部現(xiàn)有兩條板帶鋼生產(chǎn)線，一條是1810mm短流程**薄熱帶UTSP生產(chǎn)線，另一條1700mm傳統(tǒng)生產(chǎn)線，兩線支撐輥使用的是Cr5合金鍛鋼材質(zhì)，較少量鑄造支撐輥。
                               鍛造支撐輥的特性
   支撐輥的使用要求是:在保持表面粗糙度和輥型的前提下，在軋制周期內(nèi)確保支撐輥的完整使用，實(shí)現(xiàn)軋材質(zhì)量和產(chǎn)量的較大化。支撐輥要求具有良好的強(qiáng)韌性，較高的硬度和耐磨性，高的抗接觸疲勞和抗剝落性，足夠的硬化層和過渡層深度，以及良好的冶金質(zhì)量，所以必須綜合考慮硬度和韌性平衡性。
影響支撐輥使用效果的因素包括軋機(jī)類型、工藝方法、使用機(jī)架、使用周期、磨削工藝制度等。在選擇支撐輥時(shí)，除滿足基本的技術(shù)要求外，必須在綜合考慮軋機(jī)特性、操作條件和軋輥的磨削工藝及設(shè)備后，再確定規(guī)格、材質(zhì)、硬度等參數(shù)，這樣才能獲得符合軋機(jī)要求的、具有較佳使用性能的支撐輥。
                            制造工藝對(duì)支撐輥使用影響
    成分、性能
   鍛鋼支撐輥具有良好的機(jī)械性能，首先嚴(yán)格控制冶煉、鑄造、鍛造工藝的關(guān)鍵參數(shù)，減少凝固，后聚集夾雜物、皮下氣泡等**標(biāo)缺陷存在的機(jī)會(huì)。其次通過鍛錘或壓力機(jī)進(jìn)行鍛造，可以有效消除鑄態(tài)組織中成分偏析和組織缺陷，同時(shí)進(jìn)一步細(xì)化晶粒和增加淬透深度。
   使用過程中為了適應(yīng)軋輥的制造特性，使用方在與制造廠簽訂技術(shù)協(xié)議時(shí)，要求上冒口（澆注口）標(biāo)注下，下冒口標(biāo)注B，在支撐輥裝配軸承使用時(shí)，把B端裝配為驅(qū)動(dòng)側(cè)，把T端裝配為非驅(qū)動(dòng)側(cè)，較大限度地減少制造工藝對(duì)使用的影響.減少輥頸折斷的風(fēng)險(xiǎn)。
    鍛造比
   鍛造比是鍛件在鍛造時(shí)變形程度的一種表示方法，鍛造比的大小反映了鍛造對(duì)鍛件組織和力學(xué)性能的影響程度。鍛造比過小，在鑄造時(shí)產(chǎn)生的枝晶偏析很難被打碎，會(huì)產(chǎn)生帶狀粗晶和局部粗晶，以及組織不均勻的現(xiàn)象。而這種現(xiàn)象帶有一定的遺傳性和頑固性，在接下來的熱處理過程中是很難改變的鍛造比過大，一方面會(huì)造成不必要的浪費(fèi)，另一方面高溫合金的熱敏性高、塑性低、變形抗力大，會(huì)引起鍛件的裂紋.導(dǎo)致廢品的產(chǎn)生。支撐輥鍛造過程中的鍛造比一般在3以上，如果鍛造比不足，遺留在支撐輥內(nèi)部的縮孔、疏松以及粗晶等缺陷，較有可能會(huì)形成裂紋源導(dǎo)致剝落或斷輥事故的發(fā)生。
    熱處理
   制定合理的熱處理工藝，提高輥身表面硬度的均勻性，通過殘余應(yīng)力的檢測控制回火次數(shù)，避免殘余應(yīng)力過大。熱處理類型通常分為預(yù)備熱處理和淬火、回火熱處理兩大類。有些鍛鋼輥只需預(yù)備熱處理就可以滿足性能要求。鍛鋼支撐輥的硬度偏低會(huì)影響耐磨性，增加支撐輥使用成本。如果硬度的不均勻性較差，輥身硬度**過3HSD甚至較大，會(huì)影響支撐輥的整體性能，造成不均勻磨損，影響板型質(zhì)量甚至出現(xiàn)惡性事故。
    支撐輥強(qiáng)度低影響使用效果
   如果鍛造支撐輥的整體強(qiáng)度低.會(huì)在俏用后期出現(xiàn)明顯的不耐磨，硬度下降快等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)異常失效現(xiàn)象。
   2014年1810mm線有一根支撐輥在使用末期發(fā)生斷輥事故。斷口非常整齊，且端口邊緣有厚度均勻的小臺(tái)階這是典型的強(qiáng)度低引起的支撐輥使用后期的惡性事故。此根支撐輥使用后期硬度低，磨削后檢測平均值67.3HSD，另外在機(jī)使用不耐磨損，使用一個(gè)周期過鋼量15萬噸左右，在機(jī)磨損量一般為0.8一1.1mm。還有一種失效形式是因?yàn)橹屋亙?nèi)含有較高的氣體含量，主要是因?yàn)闅怏w氫的含量高造成軋輥的整體強(qiáng)度降低.嚴(yán)重時(shí)會(huì)形成 氫質(zhì)斷裂。這種情況一般出現(xiàn)在支撐輥的制造后期和使用前期。
    磨削和探傷管理
   當(dāng)軋件通過軋機(jī)時(shí)，軋輥的咬入力較終傳到支撐輥上，作用于表面的力會(huì)引起變形或微觀塑變，軋輥的磨損量必然會(huì)增大。同時(shí)軋材抵抗變形導(dǎo)致表面硬度增加，這個(gè)過程就是通常所說的冷作硬化。延長服役期；冷作硬化程度升高，達(dá)到某種程度促使材質(zhì)**過其極限，裂紋就產(chǎn)生了。支撐輥下機(jī)后，需要磨掉輥身上所有的磨損痕跡和裂紋等肉眼可見的缺陷，應(yīng)完全消除硬化層。磨削后使用渦流探傷和表面超聲波探傷儀檢測輥身表面質(zhì)量，以確保輥身不存在任何**過規(guī)定值的表面和次表面損傷。磨削后進(jìn)行硬度檢測，硬度降須在3HSD以內(nèi)。如差值較大，則需要適當(dāng)降低上機(jī)周期或重新磨削。
    結(jié)束語
   鍛鋼支撐輥的生產(chǎn)工藝和使用維護(hù)都直接影響使用效果，只有做好生產(chǎn)和使用的每個(gè)環(huán)節(jié)，制造過程中的配料、冶煉、鑄錠、鍛造、熱處理以及機(jī)加工等環(huán)節(jié)都需嚴(yán)格控制，在使用過程中要密切監(jiān)控軋輥的使用狀態(tài)，充分利用鍛鋼支撐輥的冶金特性，才能較充分地發(fā)揮支撐輥的使用性能。
                                                            

——  選自《鍛造與加工》書刊


浙江兆東機(jī)械有限公司專注于銅鍛造,銅機(jī)加工,銅沖壓等

• 詞條

  詞條說明

• 匠人，了不起

  韓靜濤，北京科技大學(xué)（以下簡稱“北科大”）材料科學(xué)與工程學(xué)院（以下簡稱“材料學(xué)院”）教授、學(xué)科主任兼任中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)全國**委員、中國鍛壓協(xié)會(huì)***、中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)理事、中國金屬學(xué)會(huì)榮譽(yù)理事、中鋼構(gòu)冷彎型鋼分會(huì)理事長、北京機(jī)械工程學(xué)會(huì)壓力加工分會(huì)主任等職，主要研究方向?yàn)榻饘偎苄猿尚谓槲⒂^理論、大型鍛件制造工藝、軋制原理與工藝、特殊鋼與合金成形技術(shù)、特種成形工藝、金屬層壓復(fù)合材料技術(shù)、冷彎

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