高速線材軋制硬質(zhì)合金輥環(huán)

發(fā)布時間：2018-12-13 14:25:00

   硬質(zhì)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(chǎn)中。國內(nèi)外生產(chǎn)的硬質(zhì)合金軋輥材質(zhì)多為WC-Co、WC-Co-Ni-Cr兩大系列，其中作為粘結(jié)劑的Co、Co-Ni-Cr含量范圍為6wt%~30wt%。從使用角度看，硬質(zhì)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(zhì)合金系用碳化鎢粉添加粘結(jié)相(如鉆、鎳等)壓制燒結(jié)而成，不論在冷軋或熱軋條件下都有優(yōu)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(zhì)合金軋輥。就熱 軋線材用硬質(zhì)合金的性能而言，材質(zhì)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(yōu)良的抗腐蝕、抗熱疲勞、抗熱龜裂性能。
硬質(zhì)合金輥環(huán)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(zhì)合金軋輥建議使用高粘結(jié)相的硬質(zhì)合金。

硬質(zhì)合金軋輥材質(zhì)設計
硬質(zhì)合金軋輥材質(zhì)設計的出發(fā)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(zhì)設計時，應選用Co、Co-Ni-Cr粘結(jié)劑含量較高(大于或等 于25wt%)的硬質(zhì)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?shù)膹姸群陀捕�。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(jié)劑含量、 粘結(jié)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(zhì)合金軋輥的分類
硬質(zhì)合金軋輥按結(jié)構(gòu)形式可分為整體硬質(zhì)合金軋輥和復合硬質(zhì)合金軋輥兩種。整體硬質(zhì)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(zhì)合金軋輥由硬質(zhì)合金與其他材料復合而成，又可分為硬質(zhì)合金復合輥環(huán)和整體硬質(zhì)合金復合軋輥。硬質(zhì)合金復合輥環(huán)安裝于輥軸上；整體硬質(zhì)合金復合軋輥則 將硬質(zhì)合金輥環(huán)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(zhì)合金軋輥生產(chǎn)工藝過程控制
硬質(zhì)合金軋輥采用粉末冶金方法生產(chǎn)，其工藝過程控制的關(guān)鍵是對材質(zhì)的化學成分以及混合料制備、壓制成型、燒結(jié)和深加等制備工藝參數(shù)的嚴格控制。
1. 制備原料（注重 WC的質(zhì)量）：由于 WC生產(chǎn)使用的原料和質(zhì)量控制水平不同，質(zhì)量會出現(xiàn)波動，對微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響。
2. 混合料制備：混合料制備是軋輥生產(chǎn)的關(guān)鍵工序，軋輥的失效形式-沙眼，主要就是由本道工序產(chǎn)生的。
3. 壓制成型：軋輥壓制成型是軋輥生產(chǎn)的重要工序。
4. 燒結(jié)：軋輥燒結(jié)是決定軋輥*終質(zhì)量的生產(chǎn)工序，采用先進的低壓燒結(jié)技術(shù)、HIP 燒結(jié)技術(shù)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(zhì)量精度有較大的影響。