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碳化钨轧辊

2019-06-17分类:合金新闻浏览:40

碳化钨轧辊是在1909年粉末冶金技术问世之后,随着金属加工工业的发展而诞生的。自1918年德国推出了硬质合金拉丝模后,激发了各国对硬质合金的研究,各种用途的轧辊也相继出现了。但它的大量应用则是在1960年之后。1964年摩根(Morgen)公司第一台高速无扭线材轧机的诞生,把当时线材的精轧速度提高了4倍。由于精轧机组是在高速度、高应力下工作的,铸铁辊、工具钢辊的耐磨性差,轧槽寿命短,轧辊的修理装卸非常频繁,影响了轧机的效能,已不适应精轧生产的要求,故被组合式碳化钨轧辊所取代。世界上已有二百多套摩根式轧机,年消耗碳化钨轧辊数百吨。80年代,中国研制的碳化钨轧辊已成功地应用在高速线材轧机上。\

成分
碳化钨轧辊的成分因轧辊的工作条件的不同而不同,甚至同一精轧机组,不同机架的轧辊成分也不同。高速线材轧机用轧辊主要是以钴作粘结剂的碳化钨辊为主。少数连铸轧钢厂由于水质较差也采用Co-Ni-Cr为粘结剂的碳化钨辊,造价也较低。
组织
碳化钨轧辊金相组织均由基体相WC和粘结相Co构成。
性能
碳化钨轧辊的硬度随WC含量增加而增加;而韧性则随粘结相含量的增加而增加。


使用特性


碳化钨轧辊有高的硬度,而且其硬度值随温度的变化甚小,700℃时的硬度值为高速钢的4倍;而弹性模量、抗压强度、抗弯强度、导热率也都高出工具钢1倍以上。所有这些性能保证了碳化钨轧辊在工作过程中有比工具钢辊好得多的耐磨性和抗变形性,从而保证了轧辊型槽的光洁度和尺寸的恒定性,这对保证线材的表面质量和尺寸精度是至关重要的。由于碳化钨轧辊的导热率高,所以散热效果好,使轧辊表面处于高温的时间较短,因而使轧辊同冷却水中的有害杂质的高温反应时间较短。因此,碳化钨轧辊比工具钢辊更抗腐蚀、抗冷热疲劳。

生产工艺


碳化钨轧辊是以碳化钨粉和钴粉(也可加入少量其他硬质相或合金元素)为原料,用粉末冶金法生产的。将上述两种粉末用球磨机进行湿磨混合。料混匀后,经干燥、过筛即成为中间产品——硬质合金混合料。混合料经压型、烧结即成辊坯。辊坯经磨加工磨光或再开槽即成生产用轧辊。

质量标准


密度,硬度,抗弯强度,杂质含量,表面粗糙度,材料孔隙度,WC晶粒度,总碳及自由碳含量,磁饱合强度,矫顽磁等。此外,还有轧辊的加工精度等。每一项指标的高低都反映轧辊的质量并预示着它的使用性能。

影响因素


混合料中WC粉和Co粉的分散度、粒度和粒度分布,总碳、游离碳、氧、铁含量等;压型用胶的种类和数量,脱胶的温度和时间,烧结的温度、时间和气氛等。此外,加工轧辊的磨床精密度、金刚石砂轮的质量等都影响轧辊的质量。

应用


碳化钨轧辊可应用于生产碳化钨组合轧辊。碳化钨组合轧辊的夹紧系统有各种独特类型,用于钢筋和线材轧机的预精机架和精轧机架。随着技术的发展,也可以将其应用于中间机架。
碳化钨组合轧辊的结构
碳化钨组合轧辊是一支中间带轴肩的辊轴,轴肩两侧是在常温状态下套上去的2个或多个碳化钨辊环(支数和宽度根据需要来定);辊环两侧是2个压力蝶片, 在辊身左右两侧各有1个大的锁紧螺母,其旋向相反;在锁紧大螺母和压力蝶片间的16个长度可调的压力螺栓,可对蝶片、辊环及其锁紧大螺母产生足够的轴向力。为了防止辊环与辊轴间产生打滑现象,在轴肩和辊环上各开有半个键槽,键块用螺栓固定。
碳化钨组合轧辊的生产方法
先准备预住制(RTP)情并将其放进生产压制品的冲压机床内。然后通过立式车床上的金钢刀对压制品进行加工。然后将压制品放进烧结炉在高温和高压下进行热等静压工艺(HIP)。然后使用带金刚轮的砂轮对产品进行打磨。检查之后,将采用钢构件对TC圈进组装。
碳化钨组合轧辊使用的注意事项
①轧制过程中,应确保轧槽有足够的冲水量,且水压适中,以避免辊环产生裂纹,甚至碎裂。
②轧槽轧制吨位应适量,以避免微裂纹的产生和扩展。
③冷却水的PH值应适宜,最好为中性或弱碱性。最初选择辊环材质时应根据自身冷却水的PH值来选择相应材质的辊环,这样可以避免因腐蚀而引起的辊环损伤。
④修磨或车削时,应彻底消除微裂纹,去掉全部的表面损伤。
⑤由于辊环与辊轴的装配方式采用的是锁紧螺母,因此在轧辊安装时应根据锁紧螺母的锁紧方向和上线轧辊的旋转方向来确定上、下辊,以确保锁紧大螺母与辊轴间不可能发生松动。
应用前景
碳化钨轧辊已用于金属塑性加工的各个领域。从有色金属到钢铁,从热轧线材、管材到冷轧箔带、螺纹钢等都用到了碳化钨轧辊。中国已能生产从φ8~φ300mm的几十个品种规格的碳化钨轧辊。但随着线材精轧的高速化(最高速度达130m/s),人们在探索提高碳化钨轧辊硬度和强度的方法。这主要是在碳化钨轧辊中加入少量TaC、NbC及Ni、Cr、Mo等元素;并通过热等静压制、真空烧结一低压热等静压制、热处理等手段来制取质量更好的轧辊。


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