熱軋軋輥

熱軋軋輥是一種冶金的專業(yè)術(shù)語。

一種具有自潤滑、耐磨功能的表面涂層軋輥，軋輥由軋輥本體及厚度為0．3～1mm的自潤滑、耐磨損復(fù)合涂層構(gòu)成，涂層材料采用SiC－Ni－PbO－Mo－Co系粉末及粘合劑，經(jīng)噴涂牢固地涂覆于軋輥工作面上，軋輥工作時(shí)，由于自潤滑的作用，能夠大幅度降低軋制能耗及輥耗，提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品表面質(zhì)量，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益前景，該涂層軋輥適用于各種熱軋生產(chǎn)，包括板帶軋制和各種異型鋼斷面軋制。

國內(nèi)曾經(jīng)使用過鍛鋼軋輥和無限冷硬鑄鐵軋輥，除普通冷硬鑄鐵外，還有低鎳鉻鉬、中鎳鉻鉬、高鎳鉻鉬鑄鐵材料，高檔次的冷硬鑄鐵材料為高鎳鉻鉬冷硬鑄鐵。這類材質(zhì)軋輥的缺點(diǎn)是硬度低，耐磨性不好。后來采用了球墨復(fù)合鑄鐵軋輥，相對而言，使用壽命提高了幾倍，至今仍在使用。國外則一般采用半鋼和高硬度特殊半鋼材質(zhì)，對克服表面粗糙和抗磨損都很有效。

為了提高熱軋輥的表面耐磨性，熱軋輥的材料不斷地得到改進(jìn)，其基本的發(fā)展過程是從冷硬鑄鐵到高鉻鑄鐵到半高速鋼和高速鋼。

高鉻鑄鐵軋輥的化學(xué)成分為：2.0%～4.0%C，10%～30%Cr，0.15%～1.6%Ni，0.3%～2.9%Mo。其本質(zhì)是一種高耐磨性的高合金白口鐵，鉻含量一般在10%～15%，其碳化物主要是M7C3型，與白口鑄鐵的連續(xù)的M8C型碳化物不同，它不但具有良好的耐磨性，還有較高的硬度(HV可達(dá)1800)，基體為奧氏體、馬氏體，因而其硬度和韌性結(jié)合較好。實(shí)際的軋制生產(chǎn)表明，高鉻鑄鐵軋輥有較好的抗熱裂性能，原因是軋輥表面生成一層致密且有韌性的鉻的氧化膜，能減少熱裂紋的數(shù)量和深度。因此，高鉻鑄鐵輥在20世紀(jì)80年代被非常廣泛用于精軋前架。高鉻鑄鐵復(fù)合軋輥已廣泛用作熱軋帶(鋼)連軋機(jī)，粗軋和精軋前段工作輥、寬中厚板；粗軋和精軋工作輥及小型型鋼和棒材軋機(jī)精軋輥等。

高鉻鑄鐵軋輥的熱處理有兩種形式，一是低于臨界轉(zhuǎn)變溫度的亞臨界熱處理，另一種是高于臨界點(diǎn)A3的高溫?zé)崽幚?。高鉻軋輥表面材料的珠光體基體，希望具有極細(xì)的片間距，并在基體上有大量彌散分布的二次碳化物，要求有盡量低的殘余奧氏體和殘余應(yīng)力，所以一般選用后一種形式的熱處理，具體為正火加回火。

高速鋼作為熱軋輥材料的應(yīng)用在1988年始于日本，20世紀(jì)90年代初期美國和歐洲也進(jìn)行了研制，我國在20世紀(jì)90年代后期開始研制和使用高速鋼軋輥。一般高速鋼的成分為1%～2%C，0%～5%Co，0%～5%Nb，3%～10%Cr，2%～7%Mo，2%～7%V，1%～5%W。因?yàn)閾碛写罅靠尚纬蓮?qiáng)碳化物的合金元素如W和V，其最終的顯微組織含有大約10%～15%具有極高硬度和高溫穩(wěn)定性的碳化物，所以在高溫下工作能保持較高的強(qiáng)度和硬度。其工作層硬度高，可達(dá)到80～85HS，具有較好的耐磨性和抗熱裂性，軋輥表面沒有出現(xiàn)熱裂紋，一般沒有剝落現(xiàn)象。

近年來國外在熱軋薄板粗軋機(jī)架采用半高速鋼軋輥也獲成功，其耐磨性是高鉻鋼軋輥的2倍，且咬入性能和抗熱疲勞性能好，因而成為熱軋薄板粗軋機(jī)架和線棒材中軋機(jī)架軋輥的理想選擇，半高速鋼的化學(xué)成分范圍為：1.5%～2.5%C，0.5%～1.5%Si，0.4%～1.0%Mn，1.0%～6.0%Cr，0.1%～4.0%Mo，0.1%～3.0%V，0.1%～4.0%W。2100433B

軋輥的分類方法有多種，主要有：（1）按產(chǎn)品類型分有帶鋼軋輥、型鋼軋輥、線材軋輥等；（2）按軋輥在軋機(jī)系列中的位置分有開坯輥、粗軋輥、精軋輥等；（3）按軋輥功能分有破鱗輥、穿孔輥、平整輥等；（4）按軋輥材質(zhì)分有鋼軋輥、鑄鐵軋輥、硬質(zhì)合金軋輥、陶瓷軋輥等；（5）按制造方法分有鑄造軋輥、鍛造軋輥、堆焊軋輥、鑲套軋輥等；（6）按所軋鋼材狀態(tài)分有熱軋輥、冷軋輥。各種分類可以相應(yīng)組合而使軋輥有更明確的含義，如熱軋帶鋼用離心鑄造高鉻鑄鐵工作輥。

常用的軋輥材質(zhì)和用途見表。軋輥的性能和質(zhì)量一般取決于其化學(xué)成分和制造方式并可由其組織、物理和力學(xué)性能以及存在于軋輥內(nèi)部的殘余應(yīng)力類型來評估（見軋輥檢驗(yàn)）。軋輥在軋機(jī)中的使用效果不但取決于軋輥材質(zhì)及其冶金質(zhì)量，還和使用條件、軋輥設(shè)計(jì)、操作維護(hù)有關(guān)。不同類型軋機(jī)的軋輥使用條件有很大差異，造成差異的因素有：（1）軋機(jī)條件。如軋機(jī)類型、軋機(jī)和軋輥設(shè)計(jì)、孔型設(shè)計(jì)、水冷條件和軸承種類等；（2）軋制條件如軋材品種、規(guī)格及其變形抗力、壓下制度和溫度制度、產(chǎn)量要求和操作等；（3）對產(chǎn)品質(zhì)量和表面質(zhì)量的要求等。

常用軋輥材質(zhì)和用途表

注：復(fù)合軋輥輥頸材料按強(qiáng)度要求選擇。

因此，不同類型的軋機(jī)以及同類型而使用條件不同的軋機(jī)，對所用的軋輥性能要求不盡雷同，如方坯和板坯初軋機(jī)軋輥要具有好的扭轉(zhuǎn)和彎曲強(qiáng)度、韌性、咬入性、抗熱裂性和熱沖擊性以及耐磨性；而熱帶精軋機(jī)架要求軋輥輥面的高硬度、抗壓痕、耐磨、抗剝落和耐熱裂等性能。

弄清軋輥的使用條件以及在同類型軋機(jī)中所用軋輥的失效方式，了解當(dāng)前各種軋輥材質(zhì)的性能和制造工藝，才能較正確地制定該軋機(jī)用輥的技術(shù)條件和選用合適而經(jīng)濟(jì)的軋輥材質(zhì)。

最常用來評價(jià)軋輥在軋機(jī)中使用性能的方法有：（1）軋制1t軋材所消耗的軋輥重量（kg）（簡稱輥耗），用kg/t表示；（2）每單位軋輥直徑減少所軋材的重量，用t/mm表示。

隨著軋機(jī)的現(xiàn)代化，對軋輥使用失效的深入研究以及軋輥材質(zhì)和制造工藝的改進(jìn)，工業(yè)發(fā)展國家的平均輥耗已降低到1kg/t以下。