硬质合金辊环的用途

硬质合金辊环材料有什么应用？~

WC辊环在热轧过程中承受高温、轧制应力、热腐蚀及冲击负荷等作用，与国外生产的WC辊环相比，我国制造辊环用原材料的纯净度、加工工艺及辊环的性能指标等方面还有一定差距，轧辊在使用过程中的耐磨性差、辊环易碎裂。在普通硬质合金辊环材料的基础上，采用润滑耐磨梯度材料LubricationGradientMaterial（简称LGM），开发出了梯度材料LGM辊环。该技术是在普通硬质合金材料中加入硫和氧，在金属基材表面形成稳定的梯度金属氧化物和金属硫化物（分别为Co3O4和CoS）。而Co3O4和CoS具有良好的润滑和耐磨性能。LGM辊环的工业性试验表明，梯度材料中的硫化物和氧化物能够降低轧制时的摩擦系数，明显改善辊环在高温和较大轧制力条件下的润滑性能，减少了横向裂纹的生成，辊环的使用寿命是普通硬质合金辊环的1.5倍，并可减少修磨量和换辊次数，具有显著的经济效益。利用CIC技术，开发了世界上含黏结相最少的硬质合金辊环H6T，其黏结相含量只有6%，而硬度和耐磨性明显高于普通牌号合金，尤其是耐磨性能提高了50%；在成品机架及成品前机架上使用时，轧辊寿命为普通牌号硬质合金的2倍；较好地解决了成品机架与成品前机架一起换辊的难题，可显著减少换槽、换辊次数，从而提高了轧机的有效作业率。CIC复合硬质合金辊环已在线材轧机（中轧或预精轧）、棒材轧机（中轧、精轧）、小型材轧机（方钢、六角形钎钢、扁钢及角钢等）及三辊轧机系统（如KOCK线棒材、无缝钢管张力减径机）上应用。复合硬质合金辊环用于高速线材轧机中轧机组或棒材小型轧机的精轧机架时，其单槽每次轧制量是普通铸铁轧辊的10倍，而每次修磨量仅是铸铁轧辊的1/3～1/2，因此，与传统铸铁轧辊相比，复合轧辊的总轧制量是普通轧辊的20～30倍。用于无缝钢管3辊张力减径机架和顶管机架时，与传统的铸铁张力减径机轧辊相比，在轧制较大直径钢管时，复合轧辊的单槽轧制量是普通铸铁辊的20倍，而在轧制较小直径钢管时，复合轧辊的单槽轧制量为普通铸铁辊的40倍，而且钢管的成品质量和尺寸精度显著提高。为解决生产螺纹钢丝所用合金工具钢和硬质合金轧辊材料存在的问题，研制出介于合金工具钢与硬质合金两者之间的硬质合金GW30。经锻造、机加工和热处理后，减弱了合金中碳化物的“桥接”现象，材料的抗弯强度和冲击韧性分别达到了2672MPa和18.0J/cm2，可防止轧辊的早期脆裂失效。同时，充分发挥硬质合金中硬质相的耐磨性，在保持轧辊强韧性不变的条件下，对轧辊表面采取了表面渗硼处理，使渗硼层与钢基体结合牢固，合金表层内的显微结构及性能趋于一致，使合金的耐磨性得到进一步提高。工业试验结果表明，轧辊的使用寿命是合金工具钢的十几倍，经济效益显著。

硬质合金轧辊有高的硬度，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。由于硬质合金轧辊的导热率高，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，硬质合金轧辊比工具钢辊更抗腐蚀、抗冷热疲劳。硬质合金轧辊是在硬质合金刀具基础上发展起来的，它是一种以难熔金属化合物（WC、TaC、TiC、NbC等）为基体，以过渡族金属（Co、Fe、Ni）为黏结相，通过粉末冶金方法制备的金属陶瓷工具材料。其具有高硬度、高红硬性、高耐磨性等一系列优良性能。有时为获得耐腐蚀性能，相应加入一定量的镍、铬等元素。硬质合金轧辊的性能与黏结相金属的含量和基体相——碳化钨颗粒的大小有关。不同的黏结剂含量与相应的碳化钨颗粒度形成不同的硬质合金牌号。已开发出系列化的适用于不同架次的硬质合金牌号，碳化钨在硬质合金中约占总组成质量的70%～90%，其平均颗粒度在0.2～14μm。若增加金属黏结剂含量或增大碳化钨的颗粒度，则硬质合金的硬度下降而韧性提高。硬质合金轧辊的抗弯强度可达2200MPa以上，冲击韧性可达（4～6）×106J/m2，洛氏硬度HRA为78～90。硬质合金轧辊按结构形式可分为整体硬质合金轧辊和复合硬质合金轧辊两种。整体硬质合金轧辊已广泛应用于高速线材轧机的预精轧和精轧机架（包括定减径机架、夹送辊机架）等。复合硬质合金轧辊由硬质合金与其他材料复合而成，又可分为硬质合金复合辊环和整体硬质合金复合轧辊。硬质合金复合辊环安装于辊轴上；整体硬质合金复合轧辊则将硬质合金辊环直接铸造于辊轴中形成一个整体，应用于轧制负荷较大的轧机上。

硬质合金辊环作为一种硬质材料，是由硬质相（碳化钨）和金属粘结相（通常为金属钴、镍）以及微量稀有金属元素组成，其性能由粘结金属的含量和碳化钨颗粒大小决定。
硬质合金辊环也称碳化钨合金辊环，是钢棒、线材轧制中消耗量比较大的重要部件，同时与所轧制钢材的表观质量、尺寸精度和成本密切相关。
硬质合金辊环具有良好的可车削性，无需专用车床，现有的普通车床即可用来对辊环进行轧槽车削。车削加工时，刀头可采用高硬度的硬质合金刀具材质。

各种牌号的用途如下：
YGR60

具有良好的抗冲击韧性，用于热轧螺纹钢和预精轧前部1、2

YGR55

具有良好的抗冲击性能，用于预精轧机架和热轧螺纹钢。

YGR45

具有良好的韧性、和抗热裂纹性能，用于精轧机前部机架。

YGR40

具有较好的韧性、抗腐蚀性、耐磨和抗热裂纹性能，用于精轧机中间机架和后部机架。

YGR30

具有良好的韧性、抗腐蚀性、耐磨和抗热裂纹性能，用于精轧机中间机架和后部机架。

YGR25

具有较高的耐磨性和耐腐蚀性，用于精轧机倒数第1-3架。

YGH55

具有较好的韧性、抗腐蚀性和抗热裂纹性能，用于精轧机架和热轧螺纹。

YGH45

用于精轧机第1-2架和预、精轧机架；也适用于轧制速度低、设备精度较差、轧制工艺不稳定的轧制线各机架。

YGH40

通用性最好，用于精轧机前部机架和一般轧机后部机架。

YGH30

耐磨性及抗冲性适中，通用性较好，用于精轧机倒数第1-4架或全部机架。

YGH25

高耐磨性，适中的抗冲击性，用于精良高线轧机精轧机倒数第1、2架轧制。

1.辊环的使用
石钢三轧厂棒材生产线是一条由18架轧机平－立交替布置的棒材连轧生产线，原料采用150´150´12000mm连铸坯，产品的规格范围是圆钢为Æ14～50mm；带肋钢筋为Æ10～50mm。生产以各类圆钢为主。
以前使用的成品和成品前轧辊均为离心复合浇注针状体球墨铸铁轧辊，小规格成品单槽轧制量仅为120吨左右，换槽频繁。首次使用硬质合金辊环是在Æ14mm圆钢成品和成品前机架上。辊环的最大直径为Æ360mm，报废直径为Æ310mm。硬质合金辊环的尺寸规格为Æ360/Æ280´150mm。轧制Æ14mm圆钢时，成品机架开6个圆孔槽，成品前机架开5个椭圆孔槽。
实际使用中，在保证钢材表面光洁度和轧槽修磨量0.75mm时，第一次轧制单槽轧制量为1200t。之后进一步改进冷却水系统，改进冷却水喷嘴的数量和对槽孔的排列位置，增加水量、水压。水压由0.25Mpa 增为0.4Mpa。单槽轧制量上升为1300～1400t。
2.辊环的车削
VG627合金辊环具有良好的可车削性，无需专用车床，现有的普通车床即可用来对辊环进行轧槽车削。车削加工时，刀头可采用YG6X硬质合金或立方碳化硼CBN刀具材质。车床转速为2r/min；进刀量粗车为0.3～0.5mm/r，精车为0.1mm/r；进刀深度为0.1～0.5mm。车削时不用冷却。
3.辊环的修磨
轧槽使用后再重修时，修磨一定要充分。因为轧辊在热轧条件下应用时，辊面上不可避免的会产生稀疏不等的热裂纹，故每次修磨时，不仅要把磨损的孔型修复，还应尽量把热裂纹修尽。必须在正常修磨后，表面已看不到任何微裂纹的情况下，再径向修磨一个额外的进刀量（0.1mm），将肉眼看不见的微裂纹全部清除掉，这对于消除和抑制轧槽表面的微裂纹是必须的。因为未清除干净的微裂纹会在下一次使用中加速扩展，导致下一次重修量加大，并有可能导致碎辊。在正常工艺轧制量的情况下，每次径向修磨量约1.5mm。
4.辊环的冷却
硬质合金辊环在轧制时对冷却水有较高的要求，要对冷却水的水量、水压、水温和水质给予足够的重视。硬质合金因有较好的导热性，将引起过多的热量向内层和芯轴传递，从而造成来自内部的膨胀力，这对处在外层的硬质合金辊环是十分危险的，所以硬质合金辊环要求加强水冷。
由于硬质合金的硬度和热裂敏感度较高，在辊环与红钢接触后要立即进行充分冷却。冷却水的流量与其精确分布对轧辊使用性能有决定性的影响。除有足够的水量外，应尽量使辊面一离开辊缝就得到水冷，并在尽量大的圆周上得到续冷。理想的冷却系统是喷嘴呈环形分布，主喷嘴设在靠近出口导卫处，持续向轧槽喷射出充足的水流。水量不低于15～20m3/h，水压控制在0.4～0.6Mpa，水温低于34°C，PH值7～9。冷却水的PH值小于7时，对钴（Co）的腐蚀加剧，使以钴作粘结相的硬质合金辊环的轧制寿命大大下降。
良好的冷却条件，并保证精轧机生产中冷却水的连续供应和正确的喷射方向和方式，以停机后手接触辊环不烫手为宜，约60～70°C即可。
5.生产中的维护
硬质合金辊环在使用中要有良好的维护。生产准备时要确保冷却水管与轧槽中心线对中。首次使用时在轧制1～2小时后要停车检查，检查冷却水管是否移位、水管喷嘴是否堵塞、轧槽表面是否异常和辊环温度测定。经多次检查，在无各类异常的情况下可减少停车检查次数。
6.预防辊环损伤
硬质合金硬而脆，韧性相对较低，因此在搬运、储存、加工和安装时要特别注意。要做到轻拿轻放，严禁外力对辊环的打击和碰撞，同坚硬物如轧机、水泥地面的大力碰撞，避免由此而产生裂纹，造成不必要的破损。
四、 合金辊环的应用效果
自2003年2月份以来，三轧厂在Æ14mm圆钢成品和成品前机架上应用硬质合金辊环，取得了显著的效果。
1.提高单槽轧制量。用于轧制圆钢成品机架时，硬质合金辊环与针状体球墨铸铁轧辊相比，单槽轧制量明显提高。采用针状体球墨铸铁轧辊轧制Æ14mm圆钢时，每次成品单槽轧制量为120t左右。而应用硬质合金辊环后，成品单槽轧制量为1300～1440t，提高10倍以上，
2.提高轧机作业率。应用硬质合金辊环，槽孔磨损小，轧辊寿命高，从而减少了换辊及换槽次数和时间，提高了轧机有效作业率，使轧机产量提高。
3.用硬质合金辊环替代原针状体球墨铸铁轧辊，由于槽孔耐磨，轧制吨位高，使用寿命长，可减少轧辊年总需要修磨次数，轧辊年总的修磨费用可有所降低，从而降低轧辊切削加工成本。
4.提高成材率。应用硬质合金辊环，可以显著改善产品尺寸精度，减少废品率。减少了因换槽后，进出口导卫的重新调整而可能产生堆钢等事故及由此造成的废品。
5.可以改善轧钢调整工和轧辊装配工的劳动强度。因轧槽更换大幅度

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盐山县15895247352： 硬质合金辊环 - 搜狗百科？
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盐山县15895247352： 硬质合金的性能如何啊?有什么用途啊? - ？
习查宏利： 硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,特别是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的温度下也基本保持不变,在1000℃时仍有很高的硬度. 硬质合金广泛用作刀具材料,如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等,用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材,也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料.

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习查宏利： 用硬质合金来做刀具,它的硬度即使在1000度的高温下也不会降低.因此,可以进行高速切削加工,切削速度每分钟达到2000米以上,比普通碳素钢刀具高出100 多倍,比钨钢刀具也高15倍.用它制成的模具,可以冲压300多万次,比普通合金钢模具耐用60倍.

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盐山县15895247352： YG类硬质合金可以加工铸铁,有色金属和非金属材料吗? - ？
习查宏利： 一. YG类硬质合金含铬多,抗弯强度高,冲击韧性好. 1.铸铁为脆性材料,切屑成崩碎切屑,切削力和切削热集中在刃口附近,并有一定的冲击,要求刀具材料具有好的强度、韧性及导热性,应该选择YG类; 2.YG类硬质合金切削刃能磨得较锋...

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