復合軋輥鑄造裂紋的產生與消除

王富強

【摘 要】隨著社會經濟的快速發展，冶金工業得到了穩定的發展，軋輥的質量在不斷提高，同時其品種也日漸豐富。目前，復合軋輥屬于優質軋輥之一，但在實際生產過程中，受技術水平與操作能力的制約，復合軋輥鑄造過程中出現的裂紋，它使軋輥形成了非正常失效，為了保證復合軋輥鑄造的有序開展，本文研究了復合軋輥鑄造裂紋的產生與消除。

【關鍵詞】復合軋輥鑄造 裂紋 產生 消除

目前，復合軋輥鑄造過程中出現的裂紋得到了廣泛的關注，為了消除裂紋，要明顯造成此情況的原因，軋輥裂紋產生受熱應力與接觸疲勞的影響，同時它還分為不同的形式，為了對裂紋進行消除，本文闡述了幾點建議，旨在提高復合軋輥鑄造的生產效率。

1復合軋輥鑄造裂紋的產生

1.1裂紋的形式

裂紋主要分為大裂、小裂與橫向裂紋，其中大裂的類型有七種，小裂的類型有四種，此類裂紋在加工后難以發現，主要是由于它屬于內含裂紋，其長短不一，位置存在差異。橫向裂紋也可以稱之為環形裂紋，其位置集中在環形夾渣帶。

1.2裂紋的成因

1.2.1熱應力

當軋輥和軋材進行接觸后，會急速加熱，同時在冷水的作用下，會出現急速降溫，進而軋輥受反復熱沖擊的作用，此時的交變熱應力是顯著的。當熱應力與軋輥材料屈服強度相比，前者明顯偏高時，軋輥便會出現熱裂紋。此時裂紋出現受諸多因素的影響，主要有不正常的冷卻系統與軋制事故等。

1.2.2接觸疲勞

軋輥的加熱、冷卻、承載與卸載流程具有周期性，在此過程中，它始終承受著熱疲勞與接觸疲勞，當循環應力與軋輥最大承受強度相比，前者明顯偏強時，軋輥裂紋也會出現，此時裂紋形成的原因為軋輥使用時間過長，未能及時換輥造成的[1]。

1.2.3凝固順序

復合軋輥有著特殊的結構，該結構影響著其凝固，使凝固具有了內漲外縮的特征，進而其裂紋具有一定的敏感性。

復合軋輥的凝固分為不同的階段，具體分為三個，在每個階段均呈現著各自的特點。在初期收縮階段，軋輥接觸鐵水后瞬間冷型，此后，會出現凝固層，它在熱傳導的作用下，通過收縮逐漸脫離了冷型，進而形成了氣隙層，氣隙的存在使軋輥裂紋的敏感性進一步增強。在膨脹階段，氣隙使傳熱速度發生了變化，凝固層升溫膨脹后，與冷型接近，在收縮膨脹的反復下，工作層的抗力不斷提高，此后，經過沖洗孕育后，系統的膨脹愈加顯著，此時棍身內部含有大量的膨脹結果，而棍面受拉應力的影響，裂紋將不斷擴展，嚴重情況下會出現爆裂的現象。線收縮階段，此時的收縮和膨脹保持著平衡的狀態，但系統的溫降會出現線收縮直至室溫，進而出現了內外溫度梯度差，工作層表面的快速收縮，極易出現冷裂。

2復合軋輥鑄造裂紋的消除

對于復合軋輥鑄造裂紋的消除，不僅要考慮熱應力與接觸疲勞所造成的裂紋，還要對具體的裂紋類型進行處理，具體的內容如下：

2.1輥身裂紋的消除

對于棍身裂紋而言，造成此情況的原因主要為熱應力和接觸疲勞，因此，消除此裂紋的方法為：冷卻系統要保證正常的工作，要控制軋制事故的出現頻率，同時，對于軋輥要進行科學、合理的更換，使換輥具有一定的周期性[2]。

2.2順序凝固的實施

在凝固過程中，要保證順序凝固，如果打破了此凝固，棍身表面將承受石墨膨脹的體積變化，進而軋輥的裂紋也會隨之出現。但此時的開裂時間相對較晚，但十分劇烈，在裂紋處可能伴有鐵粒。為了消除此裂紋，要對凝固的溫度與次數進行控制，冒口的保溫能力將不斷提高，具體的方法為發熱劑與吸氧體溫的運用，在二者有效結合的基礎上，凝固的保溫得到了可靠的保障，軋輥裂紋也將得到消除。

2.3應力集中點的消除

對于軋輥裂紋消除的方法，應力集中點的消除是最為有效的。復合軋輥受內應力的影響，軋輥鑄造缺陷是導致裂紋出現的主要原因，下面將對此情況進行詳細的分析：

2.3.1棍身夾灰

通常情況下，棍身夾灰主要出現在底座端，夾灰的存在直接影響著底座端的導熱能力，工作層相對較薄，在拉應力的影響下，裂紋將出現。造成此情況的原因為：底座端的平面不平，在合箱時極易出現灰皮翹起，同時合箱不穩造成了局部灰皮剝落，此后的高速旋轉使灰皮掉落，但仍有少量的灰皮貼在冷型上，進而形成了夾灰。夾灰極易造成軋輥出現通裂。對通裂消除的方法為：在操作過程中，要嚴格遵守操作制度，對合箱要進行全面的檢查，進而控制裂紋廢品的生產率。

2.3.2型腔放炮

在冷型涂料揮發份過高時，澆注便會造成腔內放炮，軋輥表面將出現夾渣，在石墨膨脹的作用下，裂紋會導致通裂。對此裂紋消除的方法為：型腔要保持干燥，并對控制室的溫度進行有效的控制，同時要對冷型涂料揮發份進行控制，使其保持在2.5%以下。

2.3.3局部氣孔

局部氣孔群造成的裂紋通常較深而狹窄，通常情況下，不會產生通裂，造成此情況的原因為涂料混合及噴涂不夠均勻，噴射的氣體中含油，同時冷型龜裂較為嚴重。對此裂紋消除的方法為：對工藝混料進行嚴格的要求，并保證涂料的均勻度，對于龜裂嚴重的工具要給予廢棄[3]。

3結語

綜上所述，本文主要研究了混合軋輥鑄造裂紋的產生及消除，相信，在裂紋消除后，符合軋輥的質量將進一步提高。

參考文獻：

[1]符寒光，弭尚林，邢建東 等.離心鑄造高速鋼軋輥裂紋控制技術研究[J].鑄造，2014，11：879-882+889.

[2]賈培剛，趙濱，武煒，張利武.樹脂錨桿用熱軋鋼筋表面裂紋的產生與消除[J].山西冶金，2012，03：46-48.

[3]孫新明.壓鑄件裂紋的產生與消除[J].特種鑄造及有色合金，2013，02：45-46+1.