高硼合金复合轧辊在棒材生产使用研究分析

【摘 要】高硼轧辊是一种高硬度性能轧辊，能够较好的按工艺要求轧制组织生产、提高负公差控制水平、提高综合成率、提高产能降低轧制成本等指标发挥显著作用，在小型棒材生产线应用性价比高。

【关键词】高硼轧辊；性能稳定；低显微组织；硬度高

0.引言

1.工艺流程

2.在线轧辊使用出现的问题

针对实践生产中，氏体轧辊在的精轧机组轧槽不耐磨，换槽换辊次数多，产品尺寸、表面质量变化快、不稳定等问题。我们对高硼合金复合轧辊与贝氏体轧辊进行了对比分析，高硼复合轧辊由芯轴与合金工作层两部分组成，其中芯轴采用贝氏体轧辊，工作层采用高硼合金。在正常使用过程中，合金工作层不发生破裂、窜动、松动等现象，轧辊工作层在使用中无明显硬度落差，过钢量基本一致。轧辊结构如下图1。

2.1高硼合金复合轧辊与贝氏体轧辊化学成分比较、组织比较和性能比较分别见表1-3

高硼合金复合轧辊具有较高的硬度和良好的耐磨性，比普通贝氏体材质轧辊可提高单槽过钢量，大大减少换辊时间。高硼合金复合轧辊材质膨胀系数大，导热性能好，较高的热稳定性，生产过程中轧槽变化小，孔型尺寸的一致性保持时间久，有利于稳定螺纹钢负公差和表面质量。高硼合金复合轧辊具有良好的淬透性，从辊身表面到工作层内部的硬度几乎不降，确保轧辊内外有共同的耐磨性，减少轧辊消耗，提高成材率、作业率和产能。

2.2组织分析

2.3结论

（2）共晶 Fe2B 相和碳硼化合物在组织中呈连续网状分布，均随硼含量的增加而增多。共晶 Fe2B相为鱼骨状组织，碳硼化合物基本由蜂窝状、鱼骨状和板块状 3 种形态组成。

（3）在碳和其它合金成分相似时，随着硼含量的增加，硬质相体积分数增加，材料的硬度提高，而韧性下降。

（4）在钢中加入一定量的硼以代替 W、Mo 等昂贵的合金元素，在组织中生成高硬度的碳硼化合物，可显著提高材料硬。

3.高硼钢轧辊加工

高硼钢轧辊的切削加工性能差， 轧辊车床在车削过程中要选择合理的切削用量， 促进高性能轧辊的正常加工。切削用量包含三个方面： 切削速度、切削深度、进给量。

3.1切削速度确定

切削速度在切削用量中是影响轧辊加工的最重要因素。直接影响机床的震动及寿命、刀具的使用及寿命、轧辊加工精度状况等等。切削速度在实际轧辊加工中表现为主轴转速的选择，过快则影响加工精度及刀具寿命，过慢则影响切削力及加工效率。对于?380*1578高硼钢轧辊加工时轧辊车床主轴转速选择5～6r/min，轧辊切削面的线速度适中， 且加工效能与刀具寿命保持在合理的范围内。

3.2切削深度确定

切削深度是影响切削力的决定性因素，同时影响机床的加工精度。粗车轧辊时选择较大的切削深度， 数值控制在3～3.5mm，以大切削深度提高加工效率，精加工轧辊时重点因素为加工精度，数值控制在0. 2～0.5mm，以达到轧辊孔型标示的形状及位置误差。

3.3进给量的确定

进给量主要影响加工效率及加工表面质量，对切削力有一定的影响。进给量过大，加工效率高，但表面质量差；进给量小，加工效率低，但表面质量好。根据刀具的性能及轧辊孔型要求精度范围，选择进给量在0.2～0.3mm之间，平衡轧辊加工效率及表面质量之间的关系。 4.高速钢轧辊冷却条件及要求

由于高速钢高温时对裂纹的敏感性很强，因此无论如何控制水压、水量及喷嘴角度，最终的冷却效果以辊面温度为准，通常在轧机停轧20～30min时，辊面温度不超过55℃为宜。理想的冷却系统应当是喷嘴呈环形分布，并能向轧槽喷射出持续、充足水流。在这些喷嘴中，靠近出口导卫处应为主喷嘴，从主喷嘴喷出的水量为整个轧槽上总水量的30%，喷射角为20°～30°。主喷嘴的作用是一定要保证将冷却水迅速喷到轧槽中刚刚脱离轧件的部位上。水压控制在0.6～1.1MPa，每槽水量不低于500L/min，水流不能散射。冷却水需进行沉淀，尽可能降低固体粒子的含量。尽管每套轧机的轧辊水冷装置、冷却方式、冷却水量、水压及喷嘴角度都有较大的差别，但是降低轧辊辊面温度，保持均匀温度分布的轧辊冷却，确保辊面的冷却效果，对于提高轧辊的使用寿命和改善轧材表面质量都是至关重要的。在冷却方式和水压相近的情况下，增加轧辊的冷却水量对降低轧辊温度、减少辊面热裂纹具有显著的效果。

5.高速钢轧辊的维护和保养

由于高速钢材料脆性大、抗事故能力差，因此要加强管理，确保轧机正常运转，减少因轧制事故而对轧辊造成的损坏。当出现卡钢或堆钢时，应迅速将上辊抬起，并对轧辊继续冷却，当轧件温度降低后，方可停水处置；如因意外事故而使高硼合金轧辊在无水冷却条件下，运行了一段时间，此时必须将轧辊卸下，让其缓慢冷却，重新修磨后再投入使用。

6.结束语

通过实践应用轧制小棒材螺纹钢使用高硼轧辊，铁型稳定、轧槽磨损小、成品精度提高、成品负公差容易控制、节省了大量换辊换槽时间、有效提高生产作业效率；K3使用高硼轧辊比原使用贝氏体轧辊换槽一班一换，提升到5个班换；K1槽过钢量由原来使用贝氏体轧辊单槽过钢量160吨提升到单槽过钢量达370吨，因此从使用高硼轧辊生产大大提高生产作业率，降低轧辊消耗，有效减少精轧机组的生产工艺故障，对生产小规格钢材生产线使用高硼轧辊在节能降耗，提升产量、质量和效益将发挥重大作用。 [科]

【参考文献】

[2]文君，邵顺才，步小平.复合高速钢轧辊及制备方法[P].中国发明专利，CNl8538ll，2005-4-20.