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傳統(tǒng)冷軋輥材料及其熱處理方式

更新時間�2016-06-13 09:31:38 來源:神工機械 點擊�(shù)�
  冷軋輥在工作過程中要承受很大的軋制壓�,加上軋件的焊縫、夾�、邊裂等問題,容易導(dǎo)致瞬間高�,使工作輥受到強烈熱沖擊造成裂紋、粘輥甚至剝落而報�。因此,冷軋輥要有抵抗因彎曲、扭�(zhuǎn)、剪切應(yīng)力引起的開裂和剝落的能力,同時也要有高的耐磨�、接觸疲勞強�、斷裂韌性和熱沖擊強度等�
  國內(nèi)外冷軋工作輥一般使用的材質(zhì)有GCr15�9Cr2�9Cr�9CrV�9Cr2W�9Cr2Mo�60CrMoV�80CrNi3W�8CrMoV�86CrMoV7、Mo3A等�
  20世紀50�60年代,這一時期的軋件多為碳素結(jié)�(gòu)�,強度和硬度不高,所以軋輥一般采�1.5%�2%Cr鍛鋼。此類鋼的最終熱處理通常采用淬火加低溫回�,常見的淬火方式有感�(yīng)表面淬火和整體加熱淬�。其主要任務(wù)是考慮如何提高軋輥的耐磨性能、抗剝落性能,并提高淬硬層深�,盡量保證軋輥表面組織均�,改善軋輥表層金屬組織的�(wěn)定性�
  �20世紀70年代開始,隨著軋件合金化程度的提�,高強度低合金結(jié)�(gòu)�(HSLA)的廣泛應(yīng)�,軋件的強度和硬度也隨之增加,對軋輥材料的強度和硬度也提出了更高的要求,國際上普遍開始采用鉻含量�2%的Cr-Mo型或Cr-Mo-V型鋼工作�,如我國一直使用的9Cr2Mo�9Cr2Mov�86CrMov7、俄羅斯�9X2MΦ、西德的86Cr2MoV7、日本的MC2�。這類材質(zhì)的合金化程度較低,在�(jīng)過最終熱處理�,其淬硬層深度一般為12�15mm(半徑),僅能滿足一般要�,而且使用中剝落和裂紋傾向嚴重,軋制壽命低�
  通過改進熱處理方式,即進行重淬1�2�,提高了該類軋輥的淬硬層,但每次重淬不僅需要一定的熱處理費�,而且會使軋輥直徑都要損失5mm左右,同時軋輥在�(jīng)過多次熱處理后容易變�,難以滿足高精度軋輥的形位公差要求。因�,研制深淬硬層冷軋輥不僅可以大幅度地降低冷軋輥的消耗,減少軋輥在使用過程中的重新淬火次�(shù),延長軋輥壽命,具有重大的經(jīng)濟效��
  為了減少重淬消�,提高軋輥的淬硬層深度、接觸疲勞強�、韌性,延長其使用壽�,從20世紀70年代后期�80年代中期,國�(nèi)外開始研究使用鉻含量�3%�5%的深淬硬層冷軋工作輥��3%鉻冷軋輥不需重淬,且有效淬硬層深度可達到25�30mm�5%Cr冷軋輥有效淬硬層深度則達�40mm,其耐磨性和抗事故性能也有顯著提高。在這一階段,國�(nèi)試制�9Cr3MoV�,國外一些制造廠也先后開�(fā)推廣了深淬硬層冷軋輥,如美國�3.25%Cr鋼和5%Cr�,日本的KantocRP53、FH13、MnMC3和MC5�。這些鋼都采用高碳高合金材�,具有良好的硬度和耐磨性,但軋輥淬硬表面脆性大,接觸疲勞壽命低,質(zhì)量不�(wěn)定�
  為提高淬硬層深及接觸疲勞壽命,降低淬硬層脆性及過熱敏感性,同時也為滿足軋件對冷軋工作輥力學(xué)性能和使用性能的進一步要�,自20世紀80年代�、后�,國外軋輥生�(chǎn)廠對5%Cr冷軋輥鋼進行了化�(xué)成分的優(yōu)化工�,主要是�5%Cr鋼中增加�、釩的含量或加入�、鎳等元�。添�0.1%左右鈦的5%Cr鋼軋輥中,鈦以碳氮化合物(TiCN)形式在基體中微細析出,經(jīng)過摩擦損耗后TiCN脫落,在軋輥表面形成劃痕,使適度的粗度再生。在鍍錫板軋機的實際操作�,有效利用粗糙度降低小的�(yōu)�,從軋制初期就可高速軋��
  在最終熱處理過程中,對軋輥鋼的淬火和加熱限制在奧氏體中含碳量不超�0.6%的程�,然后進行盡可能強烈的冷卻,這樣就可以得到較深的淬硬�。此�,軋輥的淬硬層組織除隱針馬氏�(以板條為�)�,尚有約4%的碳化物�10%左右的殘留奧氏體。軋輥的表面硬度(包括殘余壓應(yīng)力的影響)約為HS(D)95�99。最�,用低溫回火將軋輥表面硬度調(diào)整到�(guī)定值,低溫回火越充�,硬度偏低時韌性越好,抗熱裂能力越�。鉬、釩含量的增加導(dǎo)致淬火后鋼中含有較多的殘余奧氏體,回火后大部分又�(zhuǎn)�?yōu)樾埋R氏體,這樣就有助于提高軋輥硬度,增強耐磨性并降低磨損面粗糙度�
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