軋鋼設(shè)備減少軋輥在使用過程中的重新淬火次數(shù)

    探索國內(nèi)外冷軋工作輥的應用狀況冷軋輥在工作過程中要承受很大的軋制壓力，加上軋件的焊縫、夾雜、邊裂等問題，容易導致瞬間高溫，使工作輥受到強烈熱沖擊造成裂紋、粘輥甚至剝落而報廢。因此，冷軋輥要有抵抗因彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切應力引起的開裂和剝落的能力，同時也要有高的耐磨性、接觸疲勞強度、斷裂韌性和熱沖擊強度等。

    國內(nèi)外冷軋工作輥一般使用的材質(zhì)有GCr15、9Cr2、9Cr、9CrV、9Cr2W、9Cr2Mo、60CrMoV、80CrNi3W、8CrMoV、86CrMoV7、Mo3A等。

    20世紀50～60年代，這一時期的軋件多為碳素結(jié)構(gòu)鋼，強度和硬度不高，所以軋輥一般采用1.5%～2%Ｃｒ鍛鋼。此類鋼的最終熱處理通常采用淬火加低溫回火，常見的淬火方式有感應表面淬火和整體加熱淬火。其主要任務是考慮如何提高軋輥的耐磨性能、抗剝落性能，并提高淬硬層深度，盡量保證軋輥表面組織均勻，改善軋輥表層金屬組織的穩(wěn)定性。

　　從20世紀70年代開始，隨著軋件合金化程度的提高，高強度低合金結(jié)構(gòu)鋼(HSLA)的廣泛應用，軋件的強度和硬度也隨之增加，對軋輥材料的強度和硬度也提出了更高的要求，國際上普遍開始采用鉻含量約2%的Cr-Mo型或Cr-Mo-V型鋼工作輥，如我國一直使用的9Cr2Mo、9Cr2Mov和86CrMov7、俄羅斯的9X2MΦ、西德的86Cr2MoV7、日本的MC2等。這類材質(zhì)的合金化程度較低，在經(jīng)過最終熱處理后，其淬硬層深度一般為12～15ｍｍ(半徑)，僅能滿足一般要求，而且使用中剝落和裂紋傾向嚴重，軋制壽命低。

　　通過改進熱處理方式，即進行重淬1～2次，提高了該類軋輥的淬硬層，但每次重淬不僅需要一定的熱處理費用，而且會使軋輥直徑都要損失5mm左右，同時軋輥在經(jīng)過多次熱處理后容易變形，難以滿足高精度軋輥的形位公差要求。因此，研制深淬硬層冷軋輥不僅可以大幅度地降低冷軋輥的消耗，減少軋輥在使用過程中的重新淬火次數(shù)，延長軋輥壽命，具有重大的經(jīng)濟效益。

　　為了減少重淬消耗，提高軋輥的淬硬層深度、接觸疲勞強度、韌性，延長其使用壽命，從20世紀70年代后期到80年代中期，國內(nèi)外開始研究使用鉻含量在3%～5%的深淬硬層冷軋工作輥鋼。3%鉻冷軋輥不需重淬，且有效淬硬層深度可達到25～30mm，5%Cr冷軋輥有效淬硬層深度則達到40mm，其耐磨性和抗事故性能也有顯著提高。在這一階段，國內(nèi)試制了9Cr3MoV鋼，國外一些制造廠也先后開發(fā)推廣了深淬硬層冷軋輥，如美國的3.25%Cr鋼和5%Cr鋼，日本的KantocRP53、FH13、MnMC3和MC5等。這些鋼都采用高碳高合金材料，具有良好的硬度和耐磨性，但軋輥淬硬表面脆性大，接觸疲勞壽命低，質(zhì)量不穩(wěn)定。

　　為提高淬硬層深及接觸疲勞壽命，降低淬硬層脆性及過熱敏感性，同時也為滿足軋件對冷軋工作輥力學性能和使用性能的進一步要求，自20世紀80年代中、后期，國外軋輥生產(chǎn)廠對5%Cr冷軋輥鋼進行了化學成分的優(yōu)化工作，主要是在5%Ｃｒ鋼中增加鉬、釩的含量或加入鈦、鎳等元素。添加0.1%左右鈦的5%Cr鋼軋輥中，鈦以碳氮化合物(TiCN)形式在基體中微細析出，經(jīng)過摩擦損耗后TiCN脫落，在軋輥表面形成劃痕，使適度的粗度再生。在鍍錫板軋機的實際操作中，有效利用粗糙度降低小的優(yōu)點，從軋制初期就可高速軋制。

　　在最終熱處理過程中，對軋輥鋼的淬火和加熱限制在奧氏體中含碳量不超過0.6%的程度，然后進行盡可能強烈的冷卻，這樣就可以得到較深的淬硬層。此時，軋輥的淬硬層組織除隱針馬氏體(以板條為主)外，尚有約4%的碳化物和10%左右的殘留奧氏體。軋輥的表面硬度(包括殘余壓應力的影響)約為HS(D)95～99。最后，用低溫回火將軋輥表面硬度調(diào)整到規(guī)定值，低溫回火越充分，硬度偏低時韌性越好，抗熱裂能力越高。鉬、釩含量的增加導致淬火后鋼中含有較多的殘余奧氏體，回火后大部分又轉(zhuǎn)變?yōu)樾埋R氏體，這樣就有助于提高軋輥硬度，增強耐磨性并降低磨損面粗糙度。

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