淺析軋輥制造技術(shù)與發(fā)展趨勢

摘 要：講述了制造軋輥的慣例方式和伴隨著軋制措施的發(fā)展而不斷研發(fā)出來的幾種制造軋輥的新方式，解析了每種方式的優(yōu)劣，同時(shí)講述了我國軋輥生產(chǎn)行業(yè)的境況和國際軋輥生產(chǎn)措施的發(fā)展趨向，對當(dāng)前制造具備一定的引導(dǎo)含義。

關(guān)鍵詞：軋輥制造；發(fā)展；技術(shù)

1 軋輥的常規(guī)制造方法

軋輥的慣例生產(chǎn)方式有整體、溢流、離心鑄造和鍛造這四類方式。整體鑄造軋輥的鑄造模型劃分為三方面，冒口、上下輥頸，大多使用圓砂箱，干砂類型生產(chǎn)，中間位置就要激冷，所以運(yùn)用金屬材料并且外表涂上涂料，使用底注形式澆鑄。高速度、重負(fù)荷軋機(jī)的前進(jìn)，不僅需要軋輥具備更強(qiáng)的耐磨功能，并且還要加深其中心位置的韌性，而使用整體鑄造方式獲取的單一因素軋輥很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。所以，不能一起熔煉軋輥?zhàn)鳂I(yè)外表、心部以及輥頸運(yùn)用的金屬液，同時(shí)使用溢流抑或離心鑄造方式制造軋輥。澆鑄技術(shù)：先澆鑄軋輥?zhàn)鳂I(yè)方面的金屬液，等鑄造模型中軋輥?zhàn)鳂I(yè)位置注滿后，等候規(guī)定的時(shí)間，再澆鑄軋輥心部的金屬液，推出先澆鑄的核心位置還沒固結(jié)的金屬液，經(jīng)過溢流溝排放，之后關(guān)閉溢流端，直到整體鑄造模型填滿結(jié)束。使用離心鑄造方式制造的軋輥和整體鑄造方式、溢流鑄造方式對比擁有下面的長處：金屬液吸收率高；節(jié)省了大批合金物料；軋輥外表品質(zhì)獲得完善；軋輥強(qiáng)度有了明顯的提升；軋輥運(yùn)用效果顯著提升。除此之外，離心鑄造方式制造軋輥還擁有制造成效高、操縱便利以及方便操縱等優(yōu)點(diǎn)。所以，離心鑄造復(fù)合軋輥受到了全世界包括我國的高度關(guān)注，現(xiàn)在在國內(nèi)很多軋輥工廠都使用離心鑄造方式制造軋輥。鍛造方式的理論非常簡易，它的制造方式如下：澆鑄小尺寸的鑄坯；把澆鑄的小尺寸鑄坯開展電重熔；鍛造鑄坯成型；熱處置前粗制造；熱處置；精制作。使用這種方式上產(chǎn)的一體軋輥，沒有結(jié)合層的毛病，不過生產(chǎn)程序繁瑣，成本高。

2 幾種新的軋輥制造方法

2.1 連續(xù)鑄造復(fù)合法

是用一支鍛造的鋼芯軸，芯軸表面涂助熔劑，用感應(yīng)線圈對芯軸表面進(jìn)行預(yù)熱，熔化的工作層金屬澆入芯軸和帶感應(yīng)線圈的中間包之間，感應(yīng)線圈加熱熔融金屬，控制溫度使之與芯軸形成結(jié)合。為形成結(jié)合層，少量芯軸材料會被熔化，必須嚴(yán)格控制熔化金屬量，以免污染工作層材質(zhì)。結(jié)合層的形成影響著芯軸的下降速度，也就決定了CPC法的生產(chǎn)效率。相對來講CPC法的生產(chǎn)效率較低。

2.2 電渣重熔堆焊法

以往的熔鑄重熔方式當(dāng)做電極的管樣式電機(jī)棒等，因?yàn)楹芏嗑売桑贿m宜用在軋輥的外表結(jié)構(gòu)復(fù)合，而熔鑄重熔推焊方式和CPC方式相似，就是要把熔鑄重熔替換感應(yīng)加熱，型芯不用預(yù)涂結(jié)構(gòu)。熔斷對型芯開展預(yù)熱以及清理。這種方式經(jīng)過攪拌熔鑄下層的金屬液，推動聯(lián)合結(jié)構(gòu)的生成。不過一定要嚴(yán)厲操縱重熔步驟，防止沾染作業(yè)結(jié)構(gòu)材料，這就導(dǎo)致其制造速度慢。

2.3 粉末冶金+熱等靜壓法

這種方式要用根鑄造鋼軸，把鋼材質(zhì)器皿連接在鋼軸上，器皿內(nèi)填充滿金屬末進(jìn)而生產(chǎn)軋輥?zhàn)鳂I(yè)結(jié)構(gòu)。之后在高溫高壓環(huán)境下開展HIP，生成十分好的聯(lián)合結(jié)構(gòu)。器皿內(nèi)的粉末收縮到百分之七十五，就能夠獲取完整的軋輥。不過這種辦法的不足是不適合生產(chǎn)大規(guī)模軋輥。全部的軋輥工廠，假如想運(yùn)用這種辦法生產(chǎn)熱板帶扎設(shè)備軋輥，就一定要?jiǎng)?chuàng)建全球最大的熱等靜壓裝置，并且也不可能會有軋鋼制造廠家能夠大批的選購這種軋輥。

2.4 噴射成形法

噴射成形工藝可以使霧化金屬快速冷卻至凝固溫度。熔融金屬從噴霧頭澆入并從下流口變成細(xì)小的液滴。噴霧器將注入的氣體加速以產(chǎn)生振動波，從而產(chǎn)生霧狀的金屬液滴，并將金屬液滴沉積在收集表面。熔融金屬的凝固發(fā)生在兩個(gè)階段：第一是在飛行中的熱對流；第二是碰到收集表面后的熱傳導(dǎo)。該工藝的關(guān)鍵是在整個(gè)噴射成形中控制已沉積表面的形狀，它將決定沉積質(zhì)量。而沉積質(zhì)量又受金屬液滴的大小和它們在碰撞之前冷卻溫度的影響。主要工藝參數(shù)包括：熔化溫度；金屬從噴霧器流出的速度；霧化氣體的壓力；噴射高度。有兩種極限沉積狀態(tài)：顆粒沉淀和非顆粒沉淀。在顆粒沉淀模式下，碰撞之前液滴已凝固，這樣的沉淀是分層的、有方向性且不均勻的，應(yīng)盡量避免。非顆粒沉淀產(chǎn)生與顆粒沉積不同的結(jié)構(gòu)。噴霧器是可控制的，能使顆粒在與沉積表面相碰撞時(shí)處于半固態(tài)。液態(tài)部分在沉積表面形成“糊狀帶”，固態(tài)顆粒在碰撞時(shí)分開并粘在“糊狀帶“表面上。很高的形核速率使沉積層具有致密的、無偏析的顯微結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)鑄造工藝生產(chǎn)的軋輥相比具有更細(xì)的晶粒尺寸。

2.5 液態(tài)金屬電渣復(fù)合法

液態(tài)金屬熔鑄復(fù)合方式在特意策劃的水冷銅模型中開展。將要復(fù)合上外層物料的軋輥芯軸放在銅模型中，爐內(nèi)熔解的鋼液經(jīng)過軋輥中心軸的外表和銅模型間的空隙灌注到模型中，水冷銅模型不光能夠讓鋼液凝結(jié)形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，并且還能成為非損耗型電極，依靠它向渣池供應(yīng)電量，填補(bǔ)使用的熱能。軋輥中心軸外表十分薄的結(jié)構(gòu)被熔解，要使用復(fù)合的液態(tài)金屬進(jìn)行填補(bǔ)，在軋輥中心軸和銅模型間出現(xiàn)復(fù)合結(jié)構(gòu)，填補(bǔ)的鋼液能夠是持續(xù)的抑或根據(jù)之前設(shè)置的步驟一項(xiàng)一項(xiàng)開展。鋼液將渣頂?shù)阶钌隙耍瑫r(shí)占領(lǐng)了渣之前的地方和軋輥中心軸熔解的位置結(jié)合，出現(xiàn)復(fù)合結(jié)構(gòu)。在復(fù)合程序中，結(jié)合凝結(jié)之后的局部從銅模型中拉出，同時(shí)開展下一部分的持續(xù)澆鑄。這種新措施中最關(guān)鍵以及特別的優(yōu)勢之一是制造功效高，液態(tài)金屬熔鑄復(fù)合方式的制造功效是以往熔鑄重熔方式的幾十倍。更加關(guān)鍵的優(yōu)勢是其能夠運(yùn)用全部化學(xué)性質(zhì)的物料開展復(fù)合，例如：鑄鐵、工具以及不銹鋼、高速鋼、抗熱鎳基合金等，包含了那些不可以運(yùn)用冷制造，也不可以運(yùn)用熱制造方式固態(tài)成型的物料。由于這些物料不便成型，也就不可以運(yùn)用以往的熔鑄重熔方式。運(yùn)用液態(tài)金屬熔鑄復(fù)合方式措施已制造了新一代高速鋼物料的復(fù)合軋輥，這種類型的軋輥碳含量在百分之二十五以上，軋輥運(yùn)用時(shí)間提升了幾倍，不僅抗熱耐用，還抗侵蝕。

2.6 組合軋輥

把硬質(zhì)合金軋槽之間和軋槽以意外的部分用鍛造的辦法和鑄鐵熔解結(jié)合生產(chǎn)輥環(huán)以及軋輥就是CIC復(fù)合軋輥。CIC復(fù)合輥環(huán)就是將硬質(zhì)合金使用鍛造的形式和球墨鑄鐵熔解結(jié)合生產(chǎn)輥環(huán)。軋機(jī)中的轉(zhuǎn)動的力經(jīng)過冶金聯(lián)合結(jié)構(gòu)運(yùn)送到硬質(zhì)合金環(huán)處。經(jīng)過上面所講述的辦法傳送轉(zhuǎn)動的力，將輥環(huán)上的外力減到最小。和使用機(jī)器的方式將硬質(zhì)合金固定到輥上的辦法對比，其具有十分明顯的優(yōu)勢，大規(guī)模的軋輥使用CIC復(fù)合軋輥效果更佳。

3 結(jié)束語

國內(nèi)軋輥生產(chǎn)措施發(fā)展的非常慢，不僅新式的軋輥生產(chǎn)方式引入的少抑或研發(fā)成功的少，并且軋輥質(zhì)料的探索以及運(yùn)用部分發(fā)展的也非常慢。按照資料顯示，國內(nèi)和國際上軋輥業(yè)的差別已經(jīng)擴(kuò)張到了二十年，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的關(guān)鍵緣由，一部分是對軋輥工廠的投資少，制造裝置沒有實(shí)施改革，制造裝置簡單、過時(shí)；另一部分是措施過時(shí)，對軋輥的根本原理探索不深刻、具體。并且，軋輥生產(chǎn)措施牽扯到冶金、物料、機(jī)器、主動操縱等很多科目，所以，要完成極大鋼鐵生產(chǎn)要求軋輥生產(chǎn)工廠和各個(gè)科研機(jī)構(gòu)就要一起研究，將生產(chǎn)和學(xué)科一起綜合，以轉(zhuǎn)變我國生產(chǎn)措施發(fā)展慢的境況，這要求國內(nèi)軋輥業(yè)的科研人員努力研發(fā)，在挑戰(zhàn)中求發(fā)展，全力超越世界優(yōu)異水準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

[1]李茂基.軋鋼機(jī)械[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

[2]龍春滿，張乃平，趙春林.中國軋鋼技術(shù)的發(fā)展[J].軋鋼，2005.

[3]張富強(qiáng)，趙新，羅曉溪.鞍鋼熱帶連軋軋輥的現(xiàn)狀和前景[J].鞍鋼技術(shù)，2004.