高速鋼軋輥熱處理工藝及刀具的選擇-

1、高速鋼軋輥熱處理工藝及刀具的選擇目前人們所稱的高速鋼軋輥均為高碳高速鋼復合軋輥,以成為現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)發(fā)展的重要組成部分。高速鋼軋輥自1988年首次在日本的熱軋帶鋼軋機上成功應用以來,經(jīng)過20年的發(fā)展,已在世界各國的軋機上獲得了廣泛的應用。目前,鑄造高速鋼軋輥不僅廣泛應用于冷、熱軋帶鋼熱連軋機精軋機架,也廣泛應用于線棒材軋機精軋機架,同時在型材軋機、管材軋機、扁帶材軋機上也得到了很好的應用。以下就具體介紹一下合金元素在高速鋼軋輥中的應用及高速鋼軋輥的加工工藝。一、高速鋼軋輥的特點高速鋼軋輥是問世時間最短、發(fā)展最快且應用前景最廣的熱軋輥材料。高速鋼又名風鋼或鋒鋼,意思是淬火時即使在空氣中冷卻也能硬化

2、,并且很鋒利。它是一種成分復雜的合金鋼,含有鎢、鉬、鉻、釩等碳化物形成元素。合金元素總量達10%25%左右。其特點是:(1碳化物硬度高。2熱穩(wěn)定性好。3使用中易形成氧化膜。4淬透性好。5優(yōu)良的強韌性。6良好的抗熱裂性。7良好的耐磨性。二、合金元素在高速鋼軋輥中的作用1碳(C:高速鋼軋輥與普通高速鋼相比碳含量較高,根據(jù)不同成分配比在1.4%-3.5%之間(碳含量應根據(jù)強碳化物形成元素的含量確定。2釩(V:釩能形成碳化物Vc,回火時Vc彌散析出,形成二次硬化,可以提高工件的沖擊韌性,硬度和耐磨性。一般控制在2.5%-4.0%。3鈮(Nb:鈮比釩更貴,鈮和釩綜合作用會獲得回火后更好的二次硬化效果。鈮

3、和釩的總量應控制在3%-6%。4鉻(Cr:高速鋼軋輥的淬透性主要靠鉻,鉻還可以調(diào)節(jié)基體的碳平衡,能提高抗氧化退碳和抗腐蝕能力。但鉻含量過高會在回火時形成不穩(wěn)定碳化物,降低熱穩(wěn)定性和紅硬性。5鎢(Wu:鎢是促進高速鋼抗回火性和紅硬性的首選元素。鎢還有一定的抗氧化性,如鎢含量過高會降低耐磨性,故綜合考慮鎢含量應低于5%。6鉬(Mu:鉬和鎢的性能是一樣的,鉬的密度比鎢低,在一定程度上可消除偏析現(xiàn)象。一般含量控制在4.5%-6.5%。7還有鎳(Ni含量控制在2%以下可改善高速鋼軋輥的力學性能。硅(Si含量控制在0.2%-1.0%。錳(Mn行亮控制在0.3%-1.0%之間。硫(S和磷(P含量控制在0.3

4、%以下,并且可根據(jù)設計在高速鋼軋輥中加入少量的鋁(Al,可增加高速鋼軋輥的脫碳敏感性。三、高速鋼軋輥的生產(chǎn)工藝(1高速鋼軋輥的鑄造工藝高速鋼軋輥的鑄造工藝有離心鑄造法,連續(xù)澆注外層成形法(CPC,電渣重熔法(ESR,液態(tài)金屬電渣熔接法(ESSLM,目前常見的鑄造方法為離心鑄造法,其優(yōu)點在于:不僅可以減少了換輥次數(shù),延長了軋制時間,降低了成本,而且提高了軋材表面質(zhì)量,增加了產(chǎn)品市場競爭力,突出了鑄造高速鋼復合軋輥的優(yōu)勢。(2高速鋼軋輥的熱處理工藝1退火:目的:在高速鋼軋輥澆鑄成形之后。為的是消除可能引起開裂的硬度高的不平衡組織及內(nèi)應力以及便于機械加工。溫度的控制:退火加熱溫度及等溫溫度與通用的高

5、速鋼等溫退火基本相同。加工溫度和冷卻溫度要慢:是為了防止退火時發(fā)生開裂,和防止在等溫后的的領取額過程中產(chǎn)生新的內(nèi)應力。2淬火:目的:提高高速鋼軋輥的表面硬度和使用性能。淬火在機械加工后進行。溫度的控制:淬火加熱溫度的確定與一般高速鋼淬火基本相同,因為軋輥尺寸比較大,故淬火加熱溫度可適當降低。加熱時必須采取措施防止脫碳。在500e以下,加熱速度要慢一些,500e以上應快加熱。爐溫到溫后可以保溫一段時間再出爐,也可以在軋輥表面溫度達到淬火溫度時立即出爐,即進行所謂差溫淬火。淬火冷卻應采取噴水冷,500e以上應盡可能快冷,500e以下應慢冷。冷至200e左右立即入爐回火3回火:回火溫度與一般高速鋼回

6、火相同,亦為550560e,回火加熱與冷卻速度應較慢以防止開裂,回火次數(shù)為34次(根據(jù)生產(chǎn)實際情況按以上原則確定熱處理工藝。四、高速鋼軋輥的機械加工工藝高速鋼軋輥屬于熱軋鋼,硬度一般在HRC45-62,首先進行粗加工,留3mm左右的余量,之后精加工完成圖紙要求和表面粗糙度的要求,如表面粗糙度要求高,可精加工留0.2-0.5mm的余量磨削。由于高速鋼軋輥的硬度高,并且屬于鑄造成型,工件表面很可能出現(xiàn)鑄造缺陷(高低不平,硬質(zhì)點,氣孔,夾砂等。在加工過程中選擇的刀具材料很重要。目前,立方氮化硼刀片是加工黑色領域中效果最好的刀具材料。其中國內(nèi)加工高速鋼軋輥的刀具非華菱超硬刀具BN-S20牌號莫屬。華菱

7、超硬,我國超硬刀具國產(chǎn)化第一品牌,專業(yè)硬材料加工工具的領導者,其刀具方案可全方位、高效的完成硬材料加工行業(yè)領域的各種零部件的車削、銑削等一系列加工。目前被廣泛應用于高硬度材料,熱處理后的高硬度工件,和其他難切削材料的零件領域。秉承“不求大而全,只做高精?！钡慕?jīng)營理念,擁有被眾多客戶所信賴的刀具牌號。華菱超硬立方氮化硼刀片BN-S20牌號的優(yōu)點在于它屬于非金屬粘合劑立方氮化硼刀片,提高了刀具韌性,不僅硬度高,耐磨性好,而且抗沖擊性強,尤其加工大型高速鋼軋輥時,遇到工件表面不規(guī)整或夾砂,氣孔等缺陷正常加工,不需將工件表面磨平。并且可大余量粗車高速鋼軋輥,保證圖紙要求。下面就簡單介紹一下華菱超硬立方氮化硼刀片BN-S20牌號車削加工高速鋼軋輥的案例。五、華菱超硬立方氮化硼刀片BN-S20牌號車削加工高速鋼軋輥的案例(如下圖 軋輥材料:高速鋼軋輥硬度:HSD90刀具牌號:BN-S20切削參數(shù): Fr=0.2mm/r,Vc=50m/min。加工方式:干式切削。加工效果:華菱超硬立方氮化硼刀片BN-S20牌號與硬質(zhì)合金刀具相比(如下圖: 六、總結隨著軋制機廠對軋輥的使用性能要求的提高,越來越多的高硬度高質(zhì)量高性能的軋