熱軋軋輥簡介

熱軋軋輥是一種冶金的專業(yè)術語。

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、耐磨損復合涂層構成，涂層材料采用SiC－Ni－PbO－Mo－Co系粉末及粘合劑，經噴涂牢固地涂覆于軋輥工作面上，軋輥工作時，由于自潤滑的作用，能夠大幅度降低軋制能耗及輥耗，提高生產率及產品表面質量，具有巨大的經濟效益前景，該涂層軋輥適用于各種熱軋生產，包括板帶軋制和各種異型鋼斷面軋制。

國內曾經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。這類材質軋輥的缺點是硬度低，耐磨性不好。后來采用了球墨復合鑄鐵軋輥，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，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，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成分為：2.0%～4.0%C，10%～30%Cr，0.15%～1.6%Ni，0.3%～2.9%Mo。其本質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1800)，基體為奧氏體、馬氏體，因而其硬度和韌性結合較好。實際的軋制生產表明，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，能減少熱裂紋的數量和深度。因此，高鉻鑄鐵輥在20世紀80年代被非常廣泛用于精軋前架。高鉻鑄鐵復合軋輥已廣泛用作熱軋帶(鋼)連軋機，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，一是低于臨界轉變溫度的亞臨界熱處理，另一種是高于臨界點A3的高溫熱處理。高鉻軋輥表面材料的珠光體基體，希望具有極細的片間距，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用在1988年始于日本，20世紀90年代初期美國和歐洲也進行了研制，我國在20世紀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。因為擁有大量可形成強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度和硬度。其工作層硬度高，可達到80～85HS，具有較好的耐磨性和抗熱裂性，軋輥表面沒有出現熱裂紋，一般沒有剝落現象。

近年來國外在熱軋薄板粗軋機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架和線棒材中軋機架軋輥的理想選擇，半高速鋼的化學成分范圍為：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）按軋輥材質分有鋼軋輥、鑄鐵軋輥、硬質合金軋輥、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。

常用的軋輥材質和用途見表。軋輥的性能和質量一般取決于其化學成分和制造方式并可由其組織、物理和力學性能以及存在于軋輥內部的殘余應力類型來評估（見軋輥檢驗）。軋輥在軋機中的使用效果不但取決于軋輥材質及其冶金質量，還和使用條件、軋輥設計、操作維護有關。不同類型軋機的軋輥使用條件有很大差異，造成差異的因素有：（1）軋機條件。如軋機類型、軋機和軋輥設計、孔型設計、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、產量要求和操作等；（3）對產品質量和表面質量的要求等。

常用軋輥材質和用途表

注：復合軋輥輥頸材料按強度要求選擇。

因此，不同類型的軋機以及同類型而使用條件不同的軋機，對所用的軋輥性能要求不盡雷同，如方坯和板坯初軋機軋輥要具有好的扭轉和彎曲強度、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中所用軋輥的失效方式，了解當前各種軋輥材質的性能和制造工藝，才能較正確地制定該軋機用輥的技術條件和選用合適而經濟的軋輥材質。

最常用來評價軋輥在軋機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。

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