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在轧制中,轧件与轧辊相互作用,轧件在轧辊作用下产生塑性变形,轧机、轧辊等受轧件的反力产生弹性变形。当然,轧件也伴有小的弹性变形,通过轧辊后有极小的弹性变形量恢复,增加了轧件厚度。如图所示,厚度为H的轧件经过轧辊压下Δh总,但由于轧辊弹性变形,轧件减少压下Δh1;同时轧件出轧辊后,由于弹性变形恢复,轧件压下减少Δh2。结果,轧件实际压下量Δh=Δh总-Δh1-Δh2当Δh总=Δh1+Δh2当时,轧件通过轧辊将不产生压下,这时的轧件厚度即是最小可轧厚度。斯通(M.D.Stone)、罗伯茨(W.L.Roberts)、福特-亚历山大(H.Ford)-(J.M.Al-exander)等人都对最小可轧厚度公式做过理论推导。
按斯通推导的计算公式,最小可轧厚度 hmin=3.58DμK / D
离心铸造高速钢轧辊工艺的流程:
1、冶炼时,外层高速钢在中频炉中熔炼,选用优质合金料和钢铁料进行熔炼。Nb、W、V铁先破碎再入炉。分两次冶炼, 次加95%,第二次添加余料,并进行调。出钢时包底加入变质剂变质,以细化基体和碳化物。中间层材料和芯部材料在工频炉冶炼,特别是芯部材料球墨铸铁铁水在出炉时,在胞内加入适量的球化剂和孕育剂进行球化、孕育处理,以保证轧辊辊颈的力学性能。
2、浇注时,浇注外层高速钢钢水时应选择较大的重力系数,同时辊模温度应尽量低,钢水的浇注温度也尽可能低。等钢水在旋转的辊模中凝固后,再浇注中间层金属液。中间层凝固后停机,合箱浇入芯部铁水。浇注中可采用玻璃保护渣。
例如,轧辊表面和芯部间的温差在70℃时轧辊会增加100MPa的纵向热应力,温差越大,增加的热应力越大。与产生脆性断口的轧辊相比较,产生韧性断口的轧辊的芯部材料韧性更好,更不容易出现断裂。
导致轧辊失效的应力共有四种:
一、制造过程中的残余应力;
二、轧制过程中的机械应力;
三、轧制过程中轧辊的组织应力;
四、轧辊内外温差造成的热应力。如果是因为制造残余应力过大产生断裂,断辊通常发生在轧辊初始上机使用的前几次,且为开轧的前几块轧材。此次断裂的轧辊已经上机轧制了四次,工作层消耗了14mm,因此不应是因制造残余应力形成的断裂。
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