轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件,利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。它主要承受轧制时的动静载荷,磨损和温度变化的影响。因此轧辊一般要求具有高的硬度、耐磨性和使用寿命,因此轧辊需采用中频非接触式加热设备进行沾火热处理。但在进行沾火的过程中,由于操作工艺的不合适以及操作的不当,会产生一些缺陷。今天,本文主要就分析一下轧辊产生开裂缺陷的原因及其改进的新工艺。
60CrMoV钢大型轧辊工件尺寸直径590mmx1300mm。工件加工流程为:锻造-退火-机加工-最终热处理-机加工-成品。热处理技术要求为:直径590mm辊体硬度55-60HS,硬化层深度≥5mm,辊颈硬度为30-40HS。生产中发现,工件加工和修复中产生开裂报废5件,经济损失很大。
我们通过对60CrMoV钢大轧辊热处理工艺分析发现,原热处理工艺存在明显不足和缺欠,是造成工件开裂失效的主要原因。
(1)回火保温时间及淬回火间隔时间设计制定考虑不周。由于轧辊沾火时产生很大内应力,故轧辊回火不同于一般工件回火,回火保温时间必须长很多,并且工件大要使回火均匀消除应力彻底,也须回火充分。显然,原工艺回火不充分,残留应力去除既不彻底又不及时,致使裂纹萌生和扩展。正因为上述因素的复合作用,导致轧辊裂纹萌生,并在应力下迅速扩展,使工件开裂和碎断失效。
(2)最终热处理前未进行调质处理。由于退火态工件性能,特别是抗裂强韧性能比调质态低许多,导致工件存在沾火开裂危险。
(3)最终沾火中工件冷却时间过长。由于辊身与辊颈尺寸相差很大,冷却时间过长,使工件存在较高残留应力。
鉴于以上分析,提出工艺改进措施如下:
(1)回火。应及时回火,以防止沾火裂纹萌生和发展。沾火后至回火间隔时间愈短愈好;同时,回火时间应足够,使回火充分,从而使工件残留应力减至最低程度。
(2)增加调质处理。采用中频非接触式加热设备调质后,获得索氏体组织,强韧性高于退火组织,减少了工件开裂倾向。
(3)改进最终沾火工艺消除沾火残留应力和开裂危险和倾向,我们可以采用中频非接触式加热设备对轧辊进行非接触式加热沾火热处理。若辊颈要求硬度和工件调质后的硬度相符合,可采用专设计感应器对辊身进行中频非接触式加热沾火;如果两者硬度相差较大,则需分别对辊身和辊颈进行非接触式加热沾火。
轧辊的沾火质量对整个机械的运行起着重要的作用,本文简单分析了产生开裂缺陷的原因及其改进的新工艺,大多厂家采用改进的新工艺后,辊热处理后未发现裂纹开裂现象,工件质量良好。当然,您也可以把这种新工艺用到您的生产当中去。
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