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铸造高速钢轧辊采用高频非接触式加热设备进行热处理产

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        铸造高速钢轧辊成形易,加工成本低,并且具有硬度高、热硬性高和耐磨性好等特点,因而近20年来应用日益广泛。但铸造高速钢轧辊组织和性能和热处理关系密切,铸造高速钢大都采用高频非接触式加热设备进行热处理,但是在操作过程中由于受客户因素以及工人操作因素的影响, 生产中多次出现铸造高速钢轧辊裂纹断裂事故,引起人们高度关注。今天,我们就一起看一下铸造高速钢产生断裂缺陷的原因及其预防措施。

       铸造高速钢轧辊采用高频非接触式加热设备进行退火,退火后断裂成两半,断裂面整齐,呈典型脆性断裂特征。检验未发现明显夹杂、气孔与疏松等铸造缺陷,因而工件断裂非铸造因素引起。分析认为,由于轧辊含合金元素高,工件离心铸造冷速快,工件组织中形成较多马氏体,产生体积膨胀,而退火时快速加热使工件表层收缩,形成拉应力。当应力大于工件材料抗拉强度时出现裂纹,并在应力作用下扩展直至工件断裂。

       减少轧辊退火裂纹开裂措施如下:

       (1)采用高频非接触式加热设备进行退换,我们需要进行降低退火加热升温速度,减少工件表层拉应力。

       (2)在升温中增加三次保温处理,松弛内应力。并改进退火工艺,采用新的退火工艺后,高速钢轧辊退火裂纹彻底消除,退火后工件硬度低(30-35HRC),加工性能良好。

       沾火加热时,铸造高速钢网状碳化物溶解不充分,使工件性能不均匀,造成强度、韧性和塑性下降;碳化物聚集区域碳与合金元素含量高,其熔点低,易出现工件过烧,奥氏体稳定性大,Ms点低;而碳化物少的区域Ms点高,使马氏体转变产生不均匀性和不等时性,形成较大的相变组织应力,使沾火裂纹倾向增大。另一方面,高速钢轧辊冷却发生马氏体转变使体积膨胀,产生第二类畸变与第二类应力及热应力,是造成沾火裂纹开裂的重要原因,采用单一沾火介质难于达到工件沾火冷却技术要求。为此,研究开发了高速钢轧辊喷雾冷却技术。该技术通过调节水和空气的流量、压力参数,改变混合冷却介质的冷却能力。轧辊冷却中产生热应力较大,使工件表面形成残留压应力,加大喷管中水流流量和压力,减少空气压力,增大冷速,有助于增大轧辊残留压应力,防止出现沾火裂纹。在Ms点以下冷却中,采用降低喷管水流的流量和水压,加大空气压力,降低冷速,使相变应力下降,有助于减少和防止工件沾火裂纹发生。

       防止铸造高速钢轧辊沾火裂纹和断裂的另一项措施是,减轻和消除工件组织中的碳化物偏析,并通过变质热处理工艺,使碳化物细小均匀化分布,这项措施对于改善工件热处理裂纹和开裂具有良好效果。

       高速钢轧辊快速加热回火也易出现裂纹。因为沾火时工件发生马氏体转变体积膨胀,快速加热使工件表层回火收缩,产生拉应力,导致沾火内应力重新分布,容易引起工件产生变形或开裂缺陷。回火前,工件在350-400℃进行预热,以减少回火时产生的内应力,可防止并消除高速钢轧辊回火裂纹缺陷。

       铸造高速钢轧辊的应用是越来越广泛,其热处理质量对铸造高速钢轧辊有很重要的影响。今天,我们简单分析了铸造高速钢轧辊产生断裂缺陷的原因,并提出来一些预防措施,希望大家会喜欢,希望大家会把它应用到工作当中去。

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