高速鋼復(fù)合軋輥的研制及生產(chǎn)

1、高速鋼復(fù)合軋輥的研制及生產(chǎn)高速鋼復(fù)合軋輥的研制及生產(chǎn)宮開令董雅軍高春利(鋼鐵研究總院)(唐山聯(lián)強冶金軋輥有限公司)摘要論述了一種高速鋼復(fù)合軋輥的生產(chǎn)方法，是以硬度高、耐磨性好的高速鋼作為軋輥的工作層材料，以強度高、韌性好的合金球墨鑄鐵或鑄鋼作為軋輥的芯部材料，將兩種不同的材料通過離心鑄造復(fù)合而成。該種軋輥用于熱軋窄帶鋼軋機成品機架，其綜合使用壽命比原來提高10倍以上。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞軋輥高速鋼離心復(fù)合研制及生產(chǎn)RESEARCHMANUFAC

2、TUREOFCOMPOUNDHIGHSPEEDSTEELROLLSGONGKailing(CentralIronSteelResearchInstitute)DONGYajunGAOChunli(TangshanLianqiangMetallurgicalRollsCo.Ltd.)ABSTRACTResearchmanufacturingprocessesofcompoundhighspeedsteelrollsarediscussed

3、inthispaper.Thiscompoundrollismadebycentrifugalcasttechniques.Thehighspeedsteelwithhighhardnesswearresistanceisusedastheshellmaterialalloyednodularironcaststeelwithhighstrengthtoughnessasthecematerial.Thisrollshasbeenuse

4、datthefinishingstsofnarrowhotstripmillresultinginatotallifeoftentimeslongerthanfmerlyusedrolls.KEYWDSrollingmillrollshighspeedtoolsteelscentrifugalcasting1高速鋼軋輥概況高速鋼軋輥概況隨著先進軋機和高效軋制技術(shù)的問世，推動了軋鋼工業(yè)迅速發(fā)展，同時也促進軋輥制造業(yè)邁向新的技術(shù)領(lǐng)域，如何提

5、高軋輥的使用壽命以適應(yīng)軋機的需要是軋輥研制者面臨的新課題。近年來，在軋輥研制者努力下，將高速鋼材料應(yīng)用于軋輥制造上，取得了突破性發(fā)展［1～3］。由于高速鋼具有很高的耐磨性和淬透性，尤其是在高溫時的紅硬性，使高速鋼很適合于用作制造軋輥的材料。首先，高速鋼軋輥被用在熱帶鋼連軋機精軋前段，后來精軋后段和粗軋機架也開始采用，其使用壽命每次軋鋼量約為原先的3～5倍，附帶的效果是減少了換輥次數(shù)，增加了軋輥使用次數(shù)，減少庫存量，降低了輥耗和費用。同時

6、，還伴隨著軋件精度的提高，可實現(xiàn)無規(guī)程軋制等［4～6］。現(xiàn)在，高速鋼軋輥也向線、棒材軋機上發(fā)展，具有廣泛的使用領(lǐng)域和應(yīng)用前景。以往使用的軋輥工作層組織多為基體上分布著M3C型共晶碳化物，組織粗大，硬度較低，而高速鋼軋輥1.5～2.4MC7～15＜100回火MB700～90080～90650～7504～5230高鉻鐵軋輥2.0～2.9M7C320～30100～150回火MB殘A650～80070～90450～5501～2220高鎳鉻軋輥3

7、.0～3.4M3C30～40200～500MB殘A400～60070～85430～6001170(2)釩和鈮當(dāng)外層高速鋼金屬液在模型中凝固時，首先析出的是釩和鈮的碳化物。一般來說，鑄態(tài)高速鋼中的釩和鈮，有95%以上是以一次碳化物(包括共晶碳化物)狀態(tài)析出的。鑄造軋輥一直在大量利用一次碳化物。而一次碳化物中，碳化釩和碳化鈮的形態(tài)是最有利的，在體積上也是最有利的。當(dāng)然，釩和鈮都很貴，尤其是鈮。但出于對軋輥抗熱裂性的特殊考慮，同時加釩又加鈮，

8、釩和鈮的總量控制在4%～6%左右。這樣，在成品軋輥中，將有大約7vol%～9vol%的共晶NbCVC。由于釩鈮碳化物的高硬度，以及它們的細化晶粒作用，因此，釩和鈮將對高速鋼軋輥的耐磨性和強韌性同時作出貢獻。(3)鎢有幾種合金元素可以促進高速鋼的抗回火性或紅硬性。歷史上，鎢是首選元素，所以其它元素的貢獻都要折算成鎢當(dāng)量。鎢主要生成Fe4W2C型碳化物。共晶的M6C型碳化物在形貌上呈魚骨狀，軋輥淬火溫度低，它不易變成分散態(tài)。此外，W2C型碳

9、化物的理論密度高達17.2，在離心力的作用下，鑄造時容易發(fā)生偏析。當(dāng)然，從碳化物的體積百分數(shù)來說，用鎢也是不合算的。但是鎢提高鋼的抗氧化性，因為高速鋼軋輥淬火前在空氣爐中加熱，所以在成分設(shè)計時仍然把鎢作為保留元素。按2%的鎢計算，只生成不到1vol%的碳化物。(4)鉬高速鋼中鉬和鎢的作用相近，但是1%的鉬可以取代1.8%的鎢，即鉬的鎢當(dāng)量為1.8。共晶的Mo2C型碳化物形貌上呈棒狀或羽毛狀，易于處理成分散態(tài)。Mo2C的理論密度為9.18

10、，從碳化物的量和偏析來考慮，都比鎢有利。但若完全用鉬取代鎢，軋輥熱處理時因在空氣爐中加熱，氧化脫碳都會加劇。所以，在成分中含2%鎢和5%鉬。就是說，單是鎢和鉬的鎢當(dāng)量就達到了11。(5)鉻高速鋼的淬透性主要依靠鉻，因為80%以上的鉻位于基體內(nèi)。鉻控制著基體中的碳平衡，所以高速鋼中歷來含鉻4%。此外，它也是保證抗氧化性的基本元素，所以其成分中鉻高于4%。(6)鎳鎳改善鋼的力學(xué)性能，增加鋼的淬透性，是非常好的合金元素。但是高速鋼中從來不用鎳