Φ610mm鎳鉻鉬無限冷硬球墨鑄鐵軋輥輥頸堆焊工藝

將激光合金化技術(shù)應(yīng)用于高鎳鉻無限冷硬合金鑄鐵軋輥,利用om,sem,顯微硬度計和x射線衍射儀對激光合金化層的顯微組織、成分、截面顯微硬度分布和物相進(jìn)行分析研究.結(jié)果表明,合金化層表面平整,與基體形成了冶金結(jié)合,部分區(qū)域存在裂紋.在激光功率、光斑直徑、搭接率一定的條件下,合金化層厚度隨掃描速度變化不大;裂紋率隨速度增加而增加;合金化層硬度隨速度的增加先提高后降低.當(dāng)激光功率為7.2kw,光斑直徑為0.8~3mm,搭接率為33.3%時,最佳掃描速度為11m/min.此時,合金化層平均厚度為0.2875mm,平均顯微硬度為1001hv0.05,是基體材料(656hv)的1.53倍.

本文采用在鑄鐵軋輥表面上激光熔化預(yù)置的合金粉末來改善鑄鐵軋輥的表面性能。使用金相、掃描電鏡和顯微硬度計對激光熔化區(qū)的顯微組織和硬度進(jìn)行了測試表征。結(jié)果表明,激光熔化區(qū)與基體形成了冶金結(jié)合。由于激光的快速加熱和快速冷卻造成熔化區(qū)的組織細(xì)化。激光處理區(qū)的硬度由于晶粒細(xì)小和強(qiáng)化相的存在而得到提高。經(jīng)450℃×48h高溫回火處理后,激光熔化區(qū)的硬度幾乎不發(fā)生改變。

利用自行開發(fā)研制的高溫滑動磨損與熱接觸疲勞材料試驗機(jī),并運用表面覆膜技術(shù)、金相分析和掃描電鏡,研究了用于精軋機(jī)的高鉻鎳無限冷硬鑄鐵軋輥材料在熱軋狀態(tài)下的耐磨特性,分析了這種軋輥材料的表面形貌、表層組織的變化情況。結(jié)果表明,當(dāng)軋制公里數(shù)達(dá)到88km時,高鉻鎳無限冷硬鑄鐵軋輥表面產(chǎn)生了碳化物的浮凸和剝落。

介紹了球墨鑄鐵的球化處理和孕育處理方法,從原材料質(zhì)量、工藝操作、鐵液包形狀、出爐溫度等方面,分析了影響球化孕育效果的因素,并給出相應(yīng)的防止措施,得出以下結(jié)論:(1)原鐵液w(s)量高,會導(dǎo)致球化劑的加入量增加,不利于鐵液質(zhì)量的穩(wěn)定;(2)w(re)量高,會引起大斷面的軋輥內(nèi)部產(chǎn)生碎塊狀石墨;(3)根據(jù)鑄件大小,適當(dāng)控制球化處理溫度和澆注溫度,有利于避免產(chǎn)生球化衰退和孕育衰退等現(xiàn)象;(4)采用復(fù)合孕育劑、多次孕育和隨流孕育等方法強(qiáng)化孕育處理,有利于增加石墨核心,改善球化效果,增加石墨數(shù)量,提高球鐵鑄件的綜合性能.

離心復(fù)合球墨鑄鐵軋輥的生產(chǎn)

通過對高鎳鉻無限冷硬復(fù)合鑄鐵軋輥外皮鐵液配料時同成分鐵屑用量分析比較,得出了合理的鐵屑加入比例,通過成本對比,以及對生產(chǎn)出軋輥的缺陷和性能觀察、測試,得出結(jié)論:存放兩天以內(nèi)的鐵屑最高用量可達(dá)到35%,存放15天的鐵屑最高用量可以達(dá)到30%,存放30天的鐵屑最高用量可以達(dá)到25%。

進(jìn)行了在無限冷硬離心鑄鐵軋輥外層鐵液中加入釔基復(fù)合變質(zhì)劑的試驗,認(rèn)為釔基復(fù)合變質(zhì)劑明顯使軋輥工作層組織中的碳化物細(xì)化和分布均勻,因而提高了軋輥抗冷熱疲勞裂紋的能力;在螺紋鋼切分架和成品架的軋輥實際使用中,釔基復(fù)合變質(zhì)劑的使用使φ16～20mm螺紋鋼成品架用輥單槽軋制量可穩(wěn)定在250t以上。

據(jù)1986年日本久保田公司的內(nèi)部資料報道久保田公司新近已研制成具有球墨鑄鐵內(nèi)層的三層高鉻軋輥,供帶鋼熱軋機(jī)作為工作輥用。下面將簡要介紹這種高鉻軋輥的一些特性。

介紹了“貝氏體合金球鐵軋輥”的研制過程，裝機(jī)實驗情況及經(jīng)濟(jì)效益分析，其研制過程包括化學(xué)成分的確定，機(jī)加工及熱處理工藝的確定，金相顯微組織及機(jī)械性能等。

在確定φ800鉬合金冷硬球墨復(fù)合鑄鐵軋輥殘余應(yīng)力的測試方案之后,對軋輥鑄態(tài),人工時效,自然時效后不同位置及距表面不同深度等測點進(jìn)行了大量的測試工作,并對人工時效,自然時效對軋輥殘余應(yīng)力的影響結(jié)果進(jìn)行了分析。

蘇聯(lián)烏克蘭金屬科學(xué)研究院和庫什溫斯克軋輥廠協(xié)作,研制出一種新型球墨鑄鐵,用于φ250小型連軋機(jī)粗軋機(jī)軋輥。由于這種鑄鐵在鑄態(tài)下形成屈氏貝氏體金屬基體,具有較高的綜合強(qiáng)度性能。試驗表明,含銅鑄鐵能經(jīng)受3000多次循環(huán)而不受破壞,由于熱穩(wěn)定性高,大大改善了軋槽的表面質(zhì)量,軋輥使用過程中形成的龜裂輕,硬度可達(dá)hsd55～60。

介紹了寶鋼鋼管連軋機(jī)使用的離心鑄造復(fù)合針狀球鐵軋輥的研制過程，對其技術(shù)關(guān)鍵及為解決技術(shù)關(guān)鍵所采取的措施進(jìn)行了較詳細(xì)的論述。

采用脫硫-孕育-球化處理站"喂線法"處理離心復(fù)合軋輥球芯鐵水,可改善脫硫、球化、孕育效果,減緩球化與孕育衰退,提高鐵水質(zhì)量;減少球化劑用量,降低成本,實現(xiàn)節(jié)能、降耗、減排、改善作業(yè)環(huán)境的目標(biāo);實現(xiàn)操作"機(jī)械化、自動化,數(shù)字化、智能化"的目標(biāo),符合科學(xué)發(fā)展觀要求,符合建立資源節(jié)約型,環(huán)境友好型新型社會主義國家的要求,實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益雙豐收目標(biāo)。

為提高合金球墨鑄鐵軋輥強(qiáng)度,從控制軋輥材料化學(xué)成份入手,并采用兩種方式消除軋輥內(nèi)應(yīng)力。為確保球化等級,改進(jìn)了球化處理工藝,并進(jìn)行了多次反復(fù)孕復(fù)處理。

簡述了大型離心復(fù)合球墨鑄鐵軋輥的生產(chǎn)過程，并分析了內(nèi)外層復(fù)合不良缺陷產(chǎn)生的原因，提出了預(yù)防措施。

高鎳鉻無限冷硬鑄鐵軋輥由于其良好的耐磨性、抗粘性、抗熱裂性和抗剝落性,被廣泛的應(yīng)用于型鋼、線材、棒材和帶鋼的熱連軋機(jī)用輥。目前,國內(nèi)外幾乎所有熱軋帶鋼連軋機(jī)精軋后段工作輥,甚至部分精軋前段工作輥仍然采用高鎳鉻無限冷硬鑄鐵軋輥。

文章介紹在無限冷硬鑄鐵軋輥上切取板狀熱疲勞試樣,在自制的熱疲勞試驗機(jī)上進(jìn)行了冷熱循環(huán)實驗,研究了顯微組織對無限冷硬鑄鐵熱疲勞裂紋萌生及擴(kuò)展的影響。結(jié)果表明,熱疲勞裂紋在石墨尖端處、珠光體基體及共晶碳化物中萌生;熱疲勞裂紋主要在鋼基體與共晶萊氏體界面處、鋼基體內(nèi)擴(kuò)展及穿越共晶碳化物。

軋機(jī)是軋制鋼板的主要設(shè)備,而軋機(jī)上的工作輥與鋼板直接接觸,關(guān)系到軋制鋼板的質(zhì)量。其中,改進(jìn)型無限冷硬工作輥是比較常用的一種工作輥。我廠為寶鋼生產(chǎn)的1780型、2050型改進(jìn)型無限冷硬工作輥更是其中的佼佼者。1.產(chǎn)品技術(shù)要求以我廠為寶鋼研制的2050型工作輥為例,此為精軋后段f4～f7機(jī)架工作輥,軋輥尺寸760mm×2250mm/4590mm,交貨重量約10.7t。技術(shù)要求如下:輥身硬度78～83hsd,輥頸硬度35～45hsd,磨削基準(zhǔn)臺階硬度≥60hsd,工作層厚度50～

球墨鑄鐵的焊接工藝如下：（1）氣焊。焊絲采用型號為rzcq型球墨鑄鐵焊絲（牌號hs402），熔劑采用cj201。火焰采用還原焰，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件或大鑄件須采用熱焊，預(yù)熱溫度600℃～700℃，焊后緩冷。焊后鑄件可進(jìn)行兩種熱處理：

球墨鑄鐵介紹

4.4.1鑄鐵管、球墨鑄鐵管及管件的外觀質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定： 4.4.1.1管及管件表面不得有裂紋，管及管件不得有妨礙使用的凹凸不平的缺陷； 4.4.1.2采用橡膠圈柔性接口的鑄鐵、球墨鑄鐵管，承口的內(nèi)工作面和插口的外工作面應(yīng)光 滑、輪廓清晰，不得有影響接口密封性的缺陷； 4.4.1.3鑄鐵管、球墨鑄鐵管及管件的尺寸公差應(yīng)符合現(xiàn)行國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 4.4.2管及管件下溝前，應(yīng)清除承口內(nèi)部的油污、飛刺、鑄砂及凹凸不平的鑄瘤；柔性接口 鑄鐵管及管件承口的內(nèi)工作面、插口的外工作面應(yīng)修整光滑，不得有溝槽、凸脊缺陷；有裂 紋的管及管件不得使用。 4.4.3沿直線安裝管道時，宜選用管徑公差組合最小的管節(jié)組對連接，接口的環(huán)向間隙應(yīng)均 勻，承插口間的縱向間隙不應(yīng)小于3mm。 4.4.4管道沿曲線安裝時，接口的允許轉(zhuǎn)角，不得大于表4.4.4的規(guī)定。 表4.4.4

厚大斷面球鐵鑄件以其性能和成本上的優(yōu)勢,在核電、風(fēng)電等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前 景。但迄今為止,厚大斷面球鐵鑄件中形成碎塊狀石墨仍是目前國內(nèi)外鑄造領(lǐng)域研究 與生產(chǎn)的難題。本文采用模擬實驗與生產(chǎn)性驗證相結(jié)合的方法,研究了厚大斷面球鐵 中石墨析出行為及碎塊狀石墨的形成機(jī)理,分析了微量元素的作用機(jī)制。采用等溫切 面方法物理模擬了百噸級核乏燃料球鐵儲運容器鑄件的凝固過程,設(shè)計了強(qiáng)制冷卻 系統(tǒng),并對模擬試塊的微觀組織及力學(xué)性能進(jìn)行了綜合分析與評價。利用自行設(shè)計 的液淬保溫爐,模擬了厚大斷面球鐵的凝固過程,研究了石墨的析出規(guī)律,并分析了其 影響因素。結(jié)果表明,當(dāng)保溫時間小于240min時,石墨呈球狀析出。保溫時間達(dá)到 240min后,熔體中析出了碎塊狀石墨。繼續(xù)延長保溫時間,在碎塊狀石墨共晶團(tuán)周圍 有蠕蟲狀和片狀石墨形成。實驗中發(fā)現(xiàn)碎塊狀石墨從鐵液中直接析出。利用高分辨