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軋輥的生產(chǎn)工藝有哪些?

【概要描述】

軋輥的生產(chǎn)工藝有哪些?

【概要描述】

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軋輥是軋鋼生產(chǎn)中的關(guān)鍵工具,其生產(chǎn)工藝直接影響軋輥的性能和使用壽命。以下是軋輥的主要生產(chǎn)工藝及相關(guān)介紹:

一、軋輥材料制備工藝

1. 鑄鐵軋輥材料制備

  • 灰鑄鐵:通過熔煉鑄鐵(如灰口鑄鐵),加入適量碳、硅等元素,控制冷卻速度形成珠光體基體,具有良好耐磨性和工藝性,常用于低速軋機(jī)。
  • 球墨鑄鐵:在鐵水中加入球化劑(如鎂、稀土),使石墨呈球狀分布,提高韌性和強(qiáng)度,適用于中板、帶鋼軋機(jī)。
  • 高鉻鑄鐵:添加高含量鉻(12%~30%),形成碳化鉻硬質(zhì)相,耐磨性極強(qiáng),用于熱軋帶鋼、線材軋機(jī)工作輥。

2. 鑄鋼軋輥材料制備

  • 碳素鋼與合金鋼:以碳為主要合金元素,加入錳、鉻、鎳等,通過調(diào)整成分優(yōu)化強(qiáng)度和韌性,適用于支撐輥、大型軋機(jī)。
  • 高速鋼:含鎢、鉬、釩等合金元素,淬火后硬度高(HRC60~65),紅硬性好,用于高速軋制和薄規(guī)格板材。

3. 鍛造軋輥材料制備

  • 采用優(yōu)質(zhì)鋼錠(如合金結(jié)構(gòu)鋼),通過鍛造工藝(鐓粗、拔長)細(xì)化晶粒、消除缺陷,提高材料致密度和力學(xué)性能,常用于大型鍛鋼支撐輥。

二、軋輥鑄造工藝

1. 砂型鑄造

  • 工藝特點(diǎn):使用砂型模具,將鐵水或鋼水澆入型腔,冷卻后成型。
  • 優(yōu)勢(shì):工藝簡(jiǎn)單、成本低,適合生產(chǎn)中小批量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軋輥(如小型軋機(jī)工作輥)。
  • 不足:表面精度低、晶粒粗大,耐磨性較差。

2. 離心鑄造

  • 工藝原理:將金屬液注入旋轉(zhuǎn)的模具中,利用離心力使合金分布均勻,外層形成高硬度耐磨層。
  • 應(yīng)用:常用于生產(chǎn)高鉻鑄鐵、球墨鑄鐵軋輥,如熱軋帶鋼工作輥,可實(shí)現(xiàn)外層高硬度(HRC55~62)和內(nèi)層韌性的結(jié)合。

3. 復(fù)合鑄造

  • 雙金屬復(fù)合鑄造:外層采用高耐磨材料(如高鉻鑄鐵),內(nèi)層用韌性材料(如球墨鑄鐵或鑄鋼),通過兩次澆鑄實(shí)現(xiàn)界面結(jié)合,提高軋輥綜合性能。
  • 應(yīng)用場(chǎng)景:冷軋工作輥、連鑄輥等,兼顧耐磨性和抗斷裂能力。

4. 電渣重熔(ESR)

  • 工藝過程:利用電流通過熔渣產(chǎn)生的電阻熱熔化電極(軋輥材料),在結(jié)晶器中重熔凝固,消除夾雜物和氣孔,提高材料純凈度。
  • 優(yōu)勢(shì):適用于高端軋輥(如高速鋼、合金鍛鋼),組織均勻、性能穩(wěn)定,用于精密軋制。

三、軋輥熱處理工藝

1. 退火與正火

  • 退火:緩慢加熱至臨界溫度以上,保溫后隨爐冷卻,消除鑄造應(yīng)力,細(xì)化晶粒,改善切削性能。
  • 正火:加熱后空冷,提高硬度和強(qiáng)度,適用于鑄鋼軋輥預(yù)處理。

2. 淬火與回火

  • 淬火:將軋輥加熱至奧氏體化溫度,快速冷卻(如水冷、油冷),使基體組織轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,提高硬度(如高鉻鑄鐵軋輥淬火后硬度可達(dá) HRC60 以上)。
  • 回火:淬火后低溫回火,消除內(nèi)應(yīng)力,防止開裂,穩(wěn)定組織和性能。

3. 表面淬火

  • 采用感應(yīng)加熱、火焰加熱等方式對(duì)軋輥表面快速淬火,形成硬化層(深度 1~5mm),提高表面耐磨性,而芯部保持韌性,適用于鑄鐵軋輥。

四、軋輥機(jī)械加工工藝

1. 車削加工

  • 使用車床對(duì)軋輥毛坯進(jìn)行外圓、端面、孔加工,去除鑄造缺陷,形成基本輪廓,精度控制在毫米級(jí)。

2. 磨削加工

  • 采用高精度磨床(如外圓磨床)對(duì)軋輥表面進(jìn)行磨削,達(dá)到鏡面精度(粗糙度 Ra≤0.8μm),確保軋制板材表面質(zhì)量。
  • 關(guān)鍵參數(shù):砂輪粒度、磨削速度、進(jìn)給量需根據(jù)軋輥材料調(diào)整(如高速鋼軋輥需用立方氮化硼砂輪)。

3. 孔型加工

  • 對(duì)于型鋼軋輥,通過數(shù)控銑削或電火花加工在輥身加工出特定孔型,滿足型鋼斷面形狀要求,精度要求高(誤差≤0.05mm)。

五、特殊生產(chǎn)工藝

1. 近終型鑄造技術(shù)

  • 通過優(yōu)化模具設(shè)計(jì)和澆鑄工藝,使軋輥毛坯接近成品形狀,減少機(jī)械加工量,提高材料利用率(如中鋼邢機(jī)的型鋼軋輥孔型近終型鑄造技術(shù))。

2. 涂層與表面強(qiáng)化

  • 熱噴涂:在軋輥表面噴涂碳化鎢、陶瓷等耐磨涂層,厚度 0.1~1mm,提高耐磨性和抗腐蝕能力,用于冷軋輥。
  • 激光表面合金化:利用激光束將合金粉末熔覆在軋輥表面,形成高硬度合金層,延長使用壽命。

3. 3D 打?。ㄔ霾闹圃欤?/strong>

  • 針對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)軋輥(如異形孔型),采用金屬 3D 打印技術(shù)直接成型,縮短生產(chǎn)周期,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制,但目前成本較高,處于研發(fā)應(yīng)用階段。

六、工藝對(duì)比與應(yīng)用場(chǎng)景

工藝類型 優(yōu)勢(shì) 典型應(yīng)用 代表企業(yè)
離心鑄造 外層硬度高、耐磨性好 熱軋帶鋼工作輥 江蘇共昌、安徽環(huán)渤灣
電渣重熔 + 鍛造 材料純凈、性能均勻 大型鍛鋼支撐輥 中鋼邢機(jī)、一重集團(tuán)
復(fù)合鑄造 內(nèi)外層性能匹配 冷軋工作輥、連鑄輥 日本 JFE、德國西馬克
激光表面強(qiáng)化 涂層結(jié)合力強(qiáng)、耐磨性優(yōu)異 高端冷軋輥、薄規(guī)格板材 寶武集團(tuán)、新日鐵

七、工藝發(fā)展趨勢(shì)

  • 綠色化:推廣低污染鑄造工藝(如水玻璃砂替代樹脂砂),減少能耗和廢氣排放。
  • 智能化:引入數(shù)字孿生技術(shù)優(yōu)化鑄造過程,通過 AI 算法預(yù)測(cè)軋輥壽命,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)生產(chǎn)。
  • 高性能化:開發(fā)新型材料(如納米復(fù)合鑄鐵、粉末冶金高速鋼),提升軋輥在高溫、高速軋制下的可靠性

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