高速線材軋制硬質合金輥環

發布時間：2018-12-13 14:25:00

   硬質合金軋輥具有良好的耐磨性、高溫紅硬性，耐熱疲勞性和熱傳導性以及較高的強度等特點，已普遍應用于高速線材、棒材、螺紋鋼、無縫鋼管等的軋制生產中。國內外生產的硬質合金軋輥材質多為WC-Co、WC-Co-Ni-Cr兩大系列，其中作為粘結劑的Co、Co-Ni-Cr含量范圍為6wt%~30wt%。從使用角度看，硬質合金軋輥具有良好的綜合力學性能，其抗彎強度可達2200 MPa 以上，沖擊韌性可達(4~6)×10^6J/m^2，洛氏硬度(HRA)可達78~90，在高速線材軋制過程中，其單槽過鋼量遠高于冷硬鑄鐵或高速鋼軋輥。

硬質合金系用碳化鎢粉添加粘結相(如鉆、鎳等)壓制燒結而成，不論在冷軋或熱軋條件下都有優異的耐磨性，目前高速線材軋機的預精軋、精軋已普遍采用硬質合金軋輥。就熱 軋線材用硬質合金的性能而言，材質必須滿足一下要求:
1. 足夠的抗斷裂強度;
2. 良好的耐磨性;
3. 平滑的表面光潔度;
4. 優良的抗腐蝕、抗熱疲勞、抗熱龜裂性能。
硬質合金輥環的工作條件非常惡劣，小型材軋制(尤其是螺紋鋼軋制)的工藝條件比高速線材要苛刻，因此對應于型材軋制的硬質合金軋輥建議使用高粘結相的硬質合金。

硬質合金軋輥材質設計
硬質合金軋輥材質設計的出發點應集中考慮高速線材軋制工藝過程及各架次軋輥的工況特點。預精軋各架次軋輥所受載荷如沖擊力和軋制力較大，而紅熱的軋材相對速度較低。 預精軋各架次軋輥應保證其較高的沖擊韌性、強度、剛性及導熱性，其次才考慮其耐磨性。進行預精軋各架次軋輥材質設計時，應選用Co、Co-Ni-Cr粘結劑含量較高(大于或等 于25wt%)的硬質合*號，要求WC平均晶粒度較粗(5μm~6μm)，以求獲得較高的沖擊韌性、適當的強度和硬度。對于精軋各架次軋輥，特別是精軋的*后兩架軋輥，其所受載 荷較小，而軋材的相對速度極高(80m/min~120m/min)。此時，軋槽的耐磨性成為*重要的使用要求，同時必須保證軋輥的強度、沖擊韌性和硬度的合理匹配，所以粘結劑含量、 粘結劑的Co/Ni 含量比和WC平均晶粒度等因素的控制必須與前面預精軋軋輥的控制有較大不同。

硬質合金軋輥的分類
硬質合金軋輥按結構形式可分為整體硬質合金軋輥和復合硬質合金軋輥兩種。整體硬質合金軋輥已廣泛應用于高速線材軋機的預精軋和精軋機架（包括定減徑機架、夾送輥機 架）等。復合硬質合金軋輥由硬質合金與其他材料復合而成，又可分為硬質合金復合輥環和整體硬質合金復合軋輥。硬質合金復合輥環安裝于輥軸上；整體硬質合金復合軋輥則 將硬質合金輥環直接鑄造于輥軸中形成一個整體，應用于軋制負荷較大的軋機上。

硬質合金軋輥生產工藝過程控制
硬質合金軋輥采用粉末冶金方法生產，其工藝過程控制的關鍵是對材質的化學成分以及混合料制備、壓制成型、燒結和深加等制備工藝參數的嚴格控制。
1. 制備原料（注重 WC的質量）：由于 WC生產使用的原料和質量控制水平不同，質量會出現波動，對微觀結構產生不良影響。
2. 混合料制備：混合料制備是軋輥生產的關鍵工序，軋輥的失效形式-沙眼，主要就是由本道工序產生的。
3. 壓制成型：軋輥壓制成型是軋輥生產的重要工序。
4. 燒結：軋輥燒結是決定軋輥*終質量的生產工序，采用先進的低壓燒結技術、HIP 燒結技術可大大提高軋輥的使用性能。
5. 深加工：軋輥的深加工工藝對軋輥表面的質量精度有較大的影響。