废旧冷轧辊冷轧辊的热处理
时间：2019-02-27 作者：91再生 来源：91再生网
冷轧辊是金属冷轧机上的重要零件。在轧制过程中，由于轧制速度很高和强大的轧制力使轧辊承受很大的静载荷和动载荷，轧辊表面受轧材的激烈磨损。恶劣的工作环境使冷轧辊使用一段时间后，辊面便因磨损而不平、发毛，需卸下重磨和磨小辊颈直径，再使用一段时间又需重磨，至此达一最小辊颈直径后报废。
轧辊的使用条件和方法要求轧辊不仅应具备高而均匀的表面硬度及足够深的淬硬层，而且应具有良好的耐磨性和耐热裂性，这不但给材质也给热处理带来了许多困难，提出了严格的质量指标。
我公司通过用几种不同的热处理方法对小直径冷轧辊进行了试验生产，制造出了满意的轧辊。
轧辊在φ102mm轴颈与R25mm过渡圆弧交接处附近发生断裂而失效。据称是在工作半个多小时后发生断裂，前后有几根轧辊装机后均在同一部位工作几小时到几天之内接连发生断裂，余下几根不敢再装机生产了。
未装机使用的轧辊经超声波及着色检查均未发现裂纹，可见裂纹是在工作过程中发生的。从折断断口上检查，未发现材料有什么明显缺陷，材质基本可靠。根据这些基本情况推定，轧辊早期失效的原因有：
（1）辊颈硬度（50～55HRC）偏高，应力松弛困难；
（2）辊面与辊颈硬度过渡部位选择错误，过渡圆弧落在直径突变的过渡圆弧（R25mm）上，过渡区拉应力与尺寸突变区的应力集中叠加，加重了该处的危险性；
（3）过渡圆弧R25mm表面粗糙不光滑，增加了该处应力集中的危害。几种原因叠加，造成了轧辊的异常失效。
通过如上分析，根据冷轧辊热处理基本要求，我们对设计作了如下修正：辊面硬度60～65HRC不变，其余部位硬度降为30～40HRC；硬度过渡部位安排在辊面边缘25mm之内（见图1）；提高圆弧R25mm表面的粗糙度。此分析论证及修正意见征得轧钢厂的认可。
轧辊最终热处理包括淬火和低温回火，得到要求的辊面硬度和淬硬层深度，按照专业厂的生产方法，其中淬火有整体淬火和感应加热淬火。整体淬火需用庞大的专用淬火冷却装置；感应加热淬火需用工频加热设备或工频+中频双频淬火设备。这些对于我厂来说条件都不具备。为此根据我公司现有条件设计出如下几种加热淬火方案。
①两端回火方案：轧辊整体加热，盐水整体淬硬。低温回火后两端低硬度区分别用高温快速加热局部回火。
②中频淬火方案：预备热处理后，增加调质工序，最终热处理采用中频连续加热、压力水喷冷却进行辊面淬火硬化。
③绝热保护冷却方案：轧辊整体加热后两端低硬度部位套上热屏蔽套进行绝热保护，再放入盐水中冷却。
（1）生产性考核
按最终核定的处理方案处理完了这批轧辊，全部合格交出，同时跟踪原试生产的两根轧辊，使用半年后情况良好在机服役。这以后又陆续承揽回各种规格小直径轧辊百多根，辊长从530～1500mm，直径从90～290mm不等，也都采用这种方法处理交出。试用无一折断，反映良好，树立了质量信誉。
（2）存在问题与解决办法
由于全部采用原有设备生产，许多不尽合理之处全靠人力解决。如进出炉全部人力推拉，熏烤厉害，套屏蔽套时要接受高温烘烤；套屏蔽套与起吊不同步，套好又滑脱影响质量；用密封箱加渗碳剂保护既不经济也不卫生，对炉子寿命还有影响等。建议改造一台通透式推杆炉，设计一套简易出炉机具，采用防氧化脱碳又不影响淬火冷却速度的涂料等技改措施，即可摆脱目前这种被动落后局面，同时质量可更加稳定，生产能力将成倍增加。
