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硬質合金軋輥

硬質合金軋輥具有良好的耐磨性、高溫紅硬性,耐熱疲勞性和熱傳導性以及較高的強度等特點,已普遍應用於高速線材、棒材、螺紋鋼、無縫鋼管等的軋製生產中。國內外生產的硬質合金軋輥材質多為 WC- Co、WC- Co- Ni- Cr 兩大系列,其中作為粘結劑的Co、Co- Ni - Cr 含量範圍為 6wt% ~30wt%。從使用角度看,硬質合金軋輥具有良好的綜合力學性能,其抗彎強度可達2200 MPa 以上,衝擊韌性可達(4~6)×10^6J/m^2,洛氏硬度(HRA)可達 78~90,在高速線材軋製過程中,其單槽過鋼量遠高於冷硬鑄鐵或高速鋼軋輥。

             硬質合金軋輥   硬質合金軋輥

硬質合金系用碳化鎢粉添加粘結相(如鑽、鎳等)壓制燒結而成,不論在冷軋或熱軋條件下都有優異的耐磨性,目前高速線材軋機的預精軋、精軋已普遍採用硬質合金軋輥。就熱軋線材用硬質合金的性能而言,材質必須滿足一下要求:
1. 足夠的抗斷裂強度;
2. 良好的耐磨性;
3. 平滑的表面光潔度;
4. 優良的抗腐蝕、抗熱疲勞、抗熱龜裂性能。
硬質合金輥環的工作條件非常惡劣,小型材軋製(尤其是螺紋鋼軋製)的工藝條件比高速線材要苛刻,因此對應於型材軋製的硬質合金軋輥建議使用高粘結相的硬質合金。

硬質合金軋輥材質設計
硬質合金軋輥材質設計的出發點應集中考慮高速線材軋製工藝過程及各架次軋輥的工況特點。預精軋各架次軋輥所受載荷如衝擊力和軋製力較大,而紅熱的軋材相對速度較低。預精軋各架次軋輥應保證其較高的衝擊韌性、強度、剛性及導熱性,其次才考慮其耐磨性。進行預精軋各架次軋輥材質設計時,應選用Co、Co-Ni-Cr粘結劑含量較高(大於或等於25wt%)的硬質合金牌號,要求WC平均晶粒度較粗(5μm~6μm),以求獲得較高的衝擊韌性、適當的強度和硬度。對於精軋各架次軋輥,特別是精軋的最後兩架軋輥,其所受載荷較小,而軋材的相對速度極高(80m/min~120m/min)。此時,軋槽的耐磨性成為最重要的使用要求,同時必須保證軋輥的強度、衝擊韌性和硬度的合理匹配,所以粘結劑含量、粘結劑的Co/Ni 含量比和WC平均晶粒度等因素的控制必須與前面預精軋軋輥的控制有較大不同。

硬質合金軋輥的分類
硬質合金軋輥按結構形式可分為整體硬質合金軋輥和複合硬質合金軋輥兩種。整體硬質合金軋輥已廣泛應用於高速線材軋機的預精軋和精軋機架(包括定減徑機架、夾送輥機架)等。複合硬質合金軋輥由硬質合金與其他材料複合而成,又可分為硬質合金複合輥環和整體硬質合金複合軋輥。硬質合金複合輥環安裝於輥軸上;整體硬質合金複合軋輥則將硬質合金輥環直接鑄造於輥軸中形成一個整體,應用於軋製負荷較大的軋機上。

硬質合金軋輥生產工藝程序控制
硬質合金軋輥採用粉末冶金方法生產,其工藝程序控制的關鍵是對材質的化學成分以及混合料製備、壓制成型、燒結和深加等製備工藝參數的嚴格控制。
1. 製備原料(注重 WC的品質):由於 WC生產使用的原料和品質控制水準不同,品質會出現波動,對微觀結構產生不良影響。
2. 混合料製備:混合料製備是軋輥生產的關鍵工序,軋輥的失效形式-沙眼,主要就是由本道工序產生的。
3. 壓制成型:軋輥壓制成型是軋輥生產的重要工序。
4. 燒結:軋輥燒結是決定軋輥最終品質的生產工序,採用先進的低壓燒結技術、HIP 燒結技術可大大提高軋輥的使用性能。
5. 深加工:軋輥的深加工工藝對軋輥表面的品質精度有較大的影響。


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