冷轧轧辊(冷轧轧机轧辊):冷轧用的轧辊一般是平辊,用于轧制板材和带材。广义而言,冷轧轧辊包括与轧件接触的工作辊和起支撑作用的支承辊。由于支承辊是独立的,冷轧轧辊通常被称为狭义的冷轧工作辊。冷轧轧辊必须具有足够的强度、均匀的高硬度和表面质量,以承受极高的轧制力,保证足够的耐磨性,满足轧制产品的精度要求。可以淬火到高硬度的锻钢辊,用做冷轧轧辊。
冷轧
轧辊制造过程中的主要环节有熔炼、锻造、热处理、机加工和检验。
冷轧轧辊锻造方法步骤
熔炼:冷轧轧辊钢的熔炼方法必须根据洁净度的要求来选择。常用的冶炼设备有碱性电炉、酸性平炉和真空铸锭设备。可采用二次冶金方法提高钢水的洁净度,如电渣重熔或自耗电极真空熔炼。根据工厂的设备条件,也可采用炉外其他精炼方法进行脱气、脱硫、去除夹杂物和微调钢水成分。宜采用多边形波面、大头朝上的铸锭。
锻造:钢锭脱模后要送到锻造车间锻造成辊坯。锻造不仅使轧辊获得了基本形状,而且打破了粗大的铸态组织,特别是粗大的网状碳化物,大大减少了铸锭中的偏析和气孔缺陷,如缩孔、疏松和微裂纹。显微组织的细化、均匀化和致密化不仅提高了力学性能(主要是强度和韧性),也为后续的剧烈淬火准备了显微组织条件。锻造一般采用液压机自由锻造工艺。鉴于小锭锻件的质量优势,宜一锭锻一卷。主要工艺控制参数是温度、砧型和锻造比。锻造温度高时,容易内部开裂;温度低时扩散效果差,锻造后密度低。为了锻透,有时采用表面冷却后压实中心的方法。考虑到辊身工作层的结构,终火要给辊身一定的变形量,即要考虑辊身终锻温度。V型砧要便于金属的轴向流动,所以常用V型砧,尤其是下砧。砧面大小影响延伸量,从而影响锻件质量:延伸量小,不易锻透;延伸,而且容易破解。
锻造:冷轧轧辊要有足够的锻造比,一般要大于3。为此,钢锭切去头尾、压柄、倒角后,要进行预墩,然后进行拉伸。在拉拔过程中,除了控制压下量以避免不完全锻造或开裂外,还应始终保持铸锭中心线与成品的同轴度。应根据来料(锭)的成分、锭型和锻件尺寸制定和优化锻造工艺,使锻件的组织和性能得到优化。非常小的卷可以通过轧制坯料直接制造。
热处理:辊坯锻造后应直接入炉退火。缓冷后,基体组织为片状珠光体,而碳化物仍以网状析出。如果锻坯不是作为商品制造,也可以通过正火冷却,打破碳化物网络,等温退火得到粒状珠光体基体。必要时,氢应在退火的最后阶段充分扩散。为了消除锻坯的网状碳化物,使基体球化,先进行正火,再进行球化处理。有时可以简化为高温正火和回火。如果锻坯的碳化物是断续的,可以直接进行球化退火。大辊正火时,应采取特殊的冷却措施。
粗加工:成品滚子必须经过淬火和回火处理。淬火回火的目的是先将辊芯和辊颈处理到要求的强度和硬度,为辊身的最终淬火做准备。如果强度要求不高,可以不调质直接淬火。回火时,使用油冷或喷雾冷却。喷雾冷却可以使轧辊深度回火。
淬火:冷轧轧辊是最重要的热处理操作。前期采用辊颈套护后整体加热淬火方式。随着加热技术的发展,大多采用中频或工频感应加热。这种感应加热可以是单频或双频,集成式或移动式。快速加热也可以通过火焰来实现。高压水用于淬火。淬火后要冷却一定时间。淬火后应及时进行低温回火。对于残余奥氏体含量低的轧辊,应在回火前增加冷处理工艺。淬火冷轧轧辊带中心孔时,还应在孔内通入水,加速芯体散热。
加工:辊坯退火后进行粗加工。为了降低淬火和开裂的风险,冷轧轧辊通常设计有一个中心孔。此时应注意中心孔的表面加工质量,避免使用过程中因中心孔疲劳而损坏。如果氢含量和残余应力控制得当,就不会留下中心孔。加工余量应考虑如下:最终产品上不能留有脱碳层;不会留下不利于淬火的缺陷;精加工不要留太多的加工余量;使淬火后的磨削量尽可能小。在淬火前后进行精加工和研磨。冷轧轧辊对尺寸精度、同心度、粗糙度要求高。此外,淬火后的轧辊具有较高的残余应力,应谨慎选择砂轮和磨削参数,避免磨削裂纹。轧辊加工应使用专用机床,尽量使用数控机床。