鍛鋼軋輥的生產(chǎn)過程包括冶煉、鑄錠、鍛造、鍛后熱處理、粗加工、終熱處理、精加工等主要工序。生產(chǎn)鍛造軋輥所選用的設備以及工藝參數(shù)的選擇和控制必須保證滿足成品軋輥對化學成分、力學性能、組織、冶金質(zhì)量、尺寸公差、內(nèi)應力分布以及表面狀態(tài)等的要求。
制造殘余應力,機械應力,組織應力和熱應力是造成高鉻鋼軋輥斷裂的主要原因,良好的熱處理,軋制條件和冷卻可以有效防治高鉻鋼軋輥斷裂。
普通軋輥硬度低,耐磨性差,生產(chǎn)中換槽換輥次數(shù)多,產(chǎn)品尺寸、表面質(zhì)量變化快、不穩(wěn)定,而高速鋼軋輥價格高,使用條件苛刻。軋輥耐磨性問題,一定程度上影響生產(chǎn)的作業(yè)率、成材率,制約著產(chǎn)能的進一步提高。特別是棒材線產(chǎn)能之后,表現(xiàn)尤為明顯。
針對生產(chǎn)中存在的軋槽不耐磨,換槽換輥次數(shù)多,產(chǎn)品尺寸、表面質(zhì)量變化快、不穩(wěn)定等問題,我們對高硼合金復合軋輥進行了研究分析。
高硼復合軋輥由芯軸與輥套兩部分組成,其中芯軸采用無損傷的報廢軋輥,輥套采用高硼合金鋼。在正常使用過程中,輥套不發(fā)生破裂、竄動、松動等現(xiàn)象,輥套工作層在使用中無明顯硬度落差,過鋼量基本一致。軋輥加工性能及使用同貝氏體基本一致,無特殊要求,單槽平均過鋼量達到原來的2.5-3倍。
無限冷硬鑄鐵軋輥,以其工作層中有細小的石墨析出物為特征而區(qū)別于冷硬鑄鐵軋輥,石墨均勻分散在整個輥身截面,其數(shù)量和尺寸隨深度而增加,由于增加了Mn、Cr、Ni、Mo等合金元素,加上少量細小的石墨的存在,提高了軋輥的抗剝落性、抗熱裂和抗磨損等性能,表面的細石墨空隙還能改善軋輥的咬入能力。
CPC法生產(chǎn)的高速鋼軋輥組織細小、均勻且夾雜物少,幾乎沒有縮孔和疏松等缺陷發(fā)生,綜合性能明顯優(yōu)于普通離心鑄造高速鋼軋輥。它不僅克服了離心鑄造軋輥的偏析缺陷,軋輥心部可采用高強度鍛鋼,輥芯具有較高的強度,這也是離心鑄造方法所做不到的。目前國外CPC法已實現(xiàn)了工業(yè)化,日本新日鐵公司設計的一套CPC裝置,其能力如下:軋輥輥身直徑:250~850mm;輥身長度:≤3000mm;外層厚度:≤100mm;軋輥長度:≤5700mm;軋輥重量:≤15000Kg。
我國科學家也發(fā)明了一種復合高速鋼軋輥的連續(xù)鑄造裝置,由操作平臺、鋼液澆鑄系統(tǒng)、坩堝、分離環(huán)、水冷結(jié)晶器、振動器、定位導向裝置、感應加熱裝置、拉坯系統(tǒng)組成。其主要技術(shù)特征體現(xiàn)在水冷結(jié)晶器和坩堝處于操作平臺之上,兩個振動器處于操作平臺之下,水冷結(jié)晶器通過分離環(huán)與坩堝相連,鋼液澆鑄系統(tǒng)配置在坩堝上方的一側(cè),輥芯感應加熱裝置和定位導向裝置位于坩堝的上方,拉坯系統(tǒng)位于操作平臺之下,引錠板正對結(jié)晶器的下端。目前已應用該技術(shù)生產(chǎn)了W、V含量高、偏析輕、耐磨性好的復合高速鋼軋輥,可以降低軋制中換輥頻率,大幅度提高軋機的作業(yè)率,降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟效益。
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