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Italiano 轧机上的主要工作零件和工具不断发生塑性变形。辊子由辊体，辊颈和轴头组成。轧辊主体是轧辊的中间部分，实际上参与轧制金属。它具有光滑的圆柱形或带凹槽的表面。辊颈安装在轴承中，滚动力通过轴承箱和压紧装置传递到机架。传动端的轴端通过连接轴与齿轮座连接，并将电动机的旋转扭矩传递到辊。这些辊可以在辊架中布置成两个，三个，四个或更多个辊。
1.压路机的发展简史
随着冶金技术的发展和轧制设备的发展，轧辊的品种和制造工艺不断发展。在中世纪，在软质有色金属的轧制中使用低强度灰口铸铁轧辊。在18世纪中叶，英国掌握了用于轧制钢板的冷铸铁辊的生产技术。在19世纪下半叶，欧洲炼钢技术的进步要求轧制更大吨位的钢锭，无论灰口铸铁或冷硬铸铁的强度不能满足要求。碳钢为普通铸钢辊的0.4%至0.6%。重型锻造设备的出现进一步增强了这种成分的锻造辊的韧性。 20世纪初，合金元素的引入和热处理的引入显着改善了铸轧和锻造冷热轧辊的耐磨性和韧性。向用于热轧带钢的铸铁辊中添加钼可改善轧制带钢的表面质量。
漂洗复合铸件显着提高了铸辊的核心强度。二战后大量使用合金元素。在轧制设备的尺寸，连续性，高速，自动化发展，轧制材料强度提高和抗变形性提高之后，对轧制性能提出了更高的要求。的结果。在此期间，出现了半钢辊和球墨铸铁辊。 1960年代后，成功开发了粉末碳化钨轧辊。 1970年代初在日本和欧洲广泛推广的用于轧辊的离心铸造技术和温差热处理技术大大改善了带钢辊的整体性能。复合高铬铸铁辊也已成功地用于热轧机。在同一时期，日本使用了锻造的白铁和半钢轧辊。在1980年代，欧洲引入了具有高铬钢辊和超深硬化层的冷轧辊，以及用于精加工小型钢和盘条的特殊合金铸铁辊。现代钢轧制技术的发展导致了高性能轧辊的发展。通过离心铸造法和新的复合方法（例如连续铸造复合法（CPC法），喷涂法（鱼鹰式法），电渣焊法和热等静压法）生产的芯是具有强韧性的锻钢或球墨铸铁。 ，复合高速钢辊和金属陶瓷辊已分别应用于欧洲和日本的新一代型材，线材和带钢轧机。
2.卷分类
辊的分类方法有多种，其中：（1）根据产品种类，可分为钢带辊，型钢辊，线材辊等。 （2）根据轧机系列中的辊的位置，有辊坯，粗辊等。整理辊等； （3）根据轧辊功能，有断鳞轧辊，穿孔轧辊，矫直轧辊等。 （4）轧辊分为钢轧辊，铸铁轧辊，硬质合金轧辊，陶瓷轧辊等。 （5）压力机的制造方法包括铸辊，锻造辊，堆焊辊，套料辊等； （6）根据轧制钢的状态来划分热轧辊和冷轧辊。可以组合各种分类以使辊具有更明确的含义，例如用于热轧带钢的离心铸造高铬铸铁工作辊。
3.滚筒选择
下表列出了常用的卷材和用途。轧辊的性能和质量通常取决于其化学成分和制造方法，并且可以通过其组织，物理和机械性能以及轧辊内部存在的残余应力的类型进行评估（请参见轧辊检查）。轧辊在轧机中的作用不仅取决于轧辊的材料及其冶金质量，还取决于使用条件，轧辊设计以及操作和维护。不同类型的轧机的轧辊的工作条件存在很大差异。
造成差异的因素有：
（1）轧机条件。如轧机类型，轧机设计，孔设计，水冷条件和轴承类型等；
（2）轧制条件，例如机车车辆的品种，规格和抗变形性，压制系统和温度系统，生产要求和操作等；
（3）产品质量和表面质量要求。
因此，不同类型的轧机和相同类型并使用不同条件的轧机对用过的轧辊的性能有不同的要求。例如，钢坯和板坯大方辊必须具有良好的抗扭强度和弯曲强度，韧性和咬合性。抗热裂性，抗热震性和耐磨性；热带精轧机架要求辊表面具有高硬度，抗压痕性，耐磨性，抗剥落性和抗热裂性。
了解轧辊的使用条件和在同一类型轧机上使用的轧辊的故障模式，并了解各种轧辊材料的当前性能和制造工艺，可以正确地制定轧机和轧辊的技术条件。选择合适且经济的滚筒材料。
评估轧机轧制性能的最常用方法是：
（1）1T机车车辆消耗的轧辊重量（kg）（简称轧辊消耗），以kg / t表示；
（2）单位辊直径的直径减小轧制材料的重量表示为int / mm。
随着轧机现代化，对轧辊使用失败的深入研究以及轧辊材料和制造工艺的改进，工业发达国家的平均轧辊消耗已降至不足1 kg / t 。
4.轧辊性能要求
（1）抗热裂性
通常，为了提高强度和耐热裂纹性，主要需要使用粗轧辊。小型20辊轧机的工作辊重量仅为100克左右，厚板轧机的支撑辊的重量超过200吨。选择滚子时，首先，根据滚子对滚子的基本强度要求，选择安全负载的主体材料（铸铁，铸钢或各种等级的锻钢等）。
（2）硬度
精加工辊的高速运行需要一定的表面质量来轧制最终产品。主要要求是硬度和耐磨性。然后在使用时考虑辊子的耐磨性。由于辊子的磨损机理很复杂，包括机械应力作用，轧制过程中的热作用，冷却作用，润滑介质的化学作用以及其他作用，因此没有统一的指标可以综合评估辊子的耐磨性。因为硬度易于测量并且可以在某些条件下反映出耐磨性，所以通常使用径向硬度曲线大致描述辊子的磨损指数。
（3）防震
另外，对辊子有一些特殊的要求，例如大量的还原，辊子需要很强的咬合能力，更耐冲击；
（4）光洁度
在轧制薄规格产品时，轧辊的刚度，结构和性能的均匀性，加工精度以及表面光洁度都更加严格；
（5）切削性能
当轧制具有复杂截面的截面时，还必须考虑辊体工作层的机械加工性能。选择辊子时，辊子的某些性能要求经常彼此相对。辊的购买成本和维护成本也非常昂贵。因此，应充分权衡技术和经济上的优缺点，以决定是否使用铸造或锻造，合金或非合金。单一材料是复合材料。
5.硬质合金辊
硬质合金辊环（也称为碳化钨辊环）是指采用碳化钨和钴为原料的粉末冶金方法制成的辊。硬质合金辊既有整体辊又有组合辊。性能优越，质量稳定，产品精度高，耐磨性好，抗冲击性高。
随着钢铁产品质量和价格市场竞争的日趋激烈，钢铁企业正在不断更新自身的设备技术，以不断提高轧机的轧制速度。同时，如何减少轧机的停机次数，进一步提高轧机的有效开工率，成为轧钢工程师的重要课题。使用具有更高轧制寿命的轧制材料是实现这一目标的重要手段之一。
硬质合金辊由于其良好的耐磨性，高温红色硬度，耐热疲劳性和高强度而被广泛用于棒材，线材，钢筋和无缝钢管的生产中，从而极大地提高了轧机的有效开工率。根据每个齿条辊工作环境的差异，已开发出各种等级的硬质合金辊环。
6.硬质合金卷的历史
硬质合金卷
1909年随着金属加工工业的发展，粉末冶金技术诞生之后，环就诞生了。自1918年德国引进硬质合金拉丝模以来，刺激了各国对硬质合金的研究。各种用途的卷材也相继出现。但硬质合金轧辊的大量应用是在1960年以后。1964年，摩根公司推出第一台高速无捻线材轧机，使线材精加工速度提高了四倍。由于精轧机在高速、高应力下工作，铸铁轧辊和工具钢轧辊的耐磨性差，轧槽寿命短，轧辊装卸非常频繁，并且影响轧机效率，不适合精轧生产。这些要求被组合式硬质合金轧辊所取代。全球有200多台摩根型轧机，消耗上百吨硬质合金轧辊。
7.硬质合金辊性能
硬质合金辊具有较高的硬度，其硬度值随温度变化很小。 700°C时的硬度值是高速钢的4倍；弹性模量，抗压强度，弯曲强度和导热系数也比工具钢高1倍。由于硬质合金轧辊的高导热性，散热效果好，轧辊表面处于高温的时间短，因此轧辊在高温下与有害杂质的反应时间短。冷却水不足。因此，硬质合金辊比工具钢辊更耐腐蚀，抗冷热疲劳。
硬质合金轧辊是在硬质合金刀具的基础上开发的。它们基于难熔金属化合物（WC，TaC，TiC，NbC等）和过渡金属（Co，Fe，Ni）。粘结相，一种通过粉末冶金制备的金属陶瓷工具材料。它具有一系列优异的性能，例如高硬度，高红色硬度和高耐磨性。有时为了获得耐腐蚀性，请添加一定量的镍，铬和其他元素。
硬质合金轧辊的性能与粘结相金属和基体相的含量，碳化钨颗粒的尺寸有关。不同的粘结剂含量和相应的碳化钨粒度形成不同的碳化物等级。已针对不同等级开发了系列硬质合金等级。碳化钨约占硬质合金总成分的70%至90%，其平均粒径为0.2至14μm。如果金属粘合剂的含量增加或碳化钨的粒径增加，则硬质合金的硬度降低并且韧性增加。硬质合金轧辊的弯曲强度可以达到2200 MPa以上，冲击韧性可以达到（4-6）×106 J / m2，洛氏硬度HRA为78-90。
硬质合金辊可分为两种：实心硬质合金辊和复合硬质合金辊。整个硬质合金轧辊已广泛用于高速线材轧机的预精加工和精加工机架（包括定径减速机架和夹送轧机机架）。复合硬质合金辊由硬质合金和其他材料组成，并且可以进一步分为硬质合金复合辊环和整体硬质合金复合辊。硬质合金复合辊环安装在辊轴上；整体硬质合金复合辊用于将硬质合金辊环直接铸入辊轴，形成整体，适用于轧制负荷大的轧机。
8.硬质合金卷材的研究与应用
复合硬质合金辊的制造新工艺
1.铸造复合硬质合金滚动环
为了满足现代轧制生产的要求，新型的硬质合金复合辊铸（CIC，CAST IN CARBIDE）复合碳化物辊环。该技术是用球墨铸铁内套筒铸造硬质合金环。滚子环和滚子轴均带有键。就此而言，在复合辊环的外层上具有极高的硬度和优异的耐磨性的硬质合金材料经受滚动力，并且扭矩从球墨铸铁传递至内层具有优异的强度和韧性。 。 CIC复合辊的结构特点：
（1）复合层的使用增强了辊环的强度和韧性，可以承受较大的轧制载荷；
（2）滚子环与滚子轴之间的联轴器采用过盈配合，解决了冷负荷结构易断裂键，使轧制过程更加稳定的问题。
（3）在滚子环的接触表面与滚子轴之间没有间隙，避免了由含有杂质的冷却水引起的接触表面的腐蚀引起的滚子环的变形。
现浇CIC复合辊环技术的发展是粉末冶金技术与铸造技术的新结合。这是在辊上应用复合耐磨材料技术的重大进步。
2.粉末冶金复合WC辊环
该技术将硬质合金环与含Ni和Cr粉末的钢基底结合在一起，并将其与粉末冶金技术结合起来。该工艺的主要目的是首先将硬质合金粉末压实并烧结成环，然后与选定的钢基粉末一起成型并烧结。硬质合金和钢基体之间存在牢固的冶金连接。该过程的关键是掌握1100-1200°C的烧结温度和100-120 MPa的压力条件，并对烧结的毛坯进行粗加工，消除应力等操作，然后对最终的汽车进行研磨和成形。
通过选择合适的基体材料，再加上先进的工艺和比例，复合辊环中硬质合金与钢基材之间的残余应力会非常低。这项粉末冶金技术开创了轧辊材料制备的新纪元。
硬质合金辊环材料的应用
在热轧过程中，WC轧辊环承受高温，轧制应力，热腐蚀和冲击载荷。与国外生产的WC辊环相比，中国生产辊环所用原料的纯度，加工技术和辊环的性能在指标等方面还存在一定差距。辊子在使用过程中的耐磨性差，并且辊子环容易断裂。在常见的硬质合金滚动环材料的基础上，通过使用润滑耐磨的梯度材料润滑梯度材料（LGM）开发了梯度材料LGM滚动环。
该技术是在普通的硬质合金材料中添加硫和氧，从而在金属基材表面上形成稳定的梯度金属氧化物和金属硫化物（分别为Co3O4和CoS）。 Co3O4和CoS具有良好的润滑性和耐磨性。 LGM辊环的工业测试表明，梯度材料中的硫化物和氧化物可以降低轧制过程中的摩擦系数，在高温和大轧制力条件下显着提高辊环的润滑性能，并减少横向裂纹。辊环的寿命是普通硬质合金辊环的1.5倍，可以减少磨削量和换辊次数，具有明显的经济效益。
采用CIC技术，开发出世界上结合相最少的硬质合金滚环H6T，其结合相含量仅为6 %，而硬度和耐磨性明显高于普通牌号合金，特别是耐磨性提高了50%在成品车架和成品前车架上使用时，轧辊寿命是普通品牌硬质合金的2倍；可解决与成品架、成品架一起换辊的问题，可显着减少换槽。 ，改变轧辊数量，从而提高磨机的有效开工率。
CIC复合硬质合金辊环已用于线材轧机（中型或预加工），棒材轧机（中型和精加工），小型轮廓磨（方钢，六角钎焊钢，扁钢，角钢等）和三辊轧机系统（例如KOCK钢筋，无缝钢管减径器）的应用。在高速线材轧机或小型棒材轧机的精轧机架上使用复合硬质合金辊环时，其单槽轧制量是普通铸铁辊的10倍，并且每次磨削量仅是铸造的铁。因此，与常规铸铁辊相比，辊的1/3至1/2是复合辊的总轧制量，是普通辊的20至30倍。在三辊无缝钢管减压机架和顶管机架中使用时，与传统的铸铁减压辊相比，在轧制较大直径的钢管时，复合辊的单槽轧制量是普通轧辊的20倍。轧制直径较小的钢管时，复合辊的单槽轧制量是普通铸铁辊的40倍，显着提高了钢管的成品质量和尺寸精度。
为了解决螺纹钢丝生产中使用的合金工具钢和硬质合金轧辊材料存在的问题，在合金工具钢和硬质合金之间开发了硬质合金GW30。经过锻造、机加工和热处理后，合金中碳化物的“架桥”现象减弱，材料的抗弯强度和冲击韧性分别达到2672 MPa和18.0 J/cm2，可以防止合金的早期脆性破坏。劳斯莱斯。同时，充分利用了硬质合金中硬质相的耐磨性。
在保持辊的韧性的条件下，对辊的表面进行渗硼处理，从而使渗硼层与钢基材牢固地结合，从而固定合金的表面。显微组织和性能趋于一致，从而进一步改善了合金的耐磨性。工业试验结果表明，该辊的使用寿命是合金工具钢的十倍以上，经济效益显着。
9.存在的问题
近年来，硬质合金轧辊以其优异的性能被广泛用于钢铁生产。但是，在硬质合金轧辊的生产和使用中仍然存在以下问题：
（1）新型硬质合金复合辊轴材料的研究与开发。随着轧制行业不断提高对轧辊的新要求，传统的球墨铸铁轧辊轴材料将无法承受更大的轧制力并传递更大的扭矩。为此，必须开发高性能的碳化物复合辊。辊轴材料。
（2）在复合辊的制造过程中，必须尽可能减少或消除由内层金属和外层硬质合金之间的热膨胀失配引起的残余热应力。硬质合金的残余热应力是影响复合材料轧辊使用寿命的关键因素。因此，内部金属与外部硬质合金之间的热膨胀系数之差应尽可能小。同时，应考虑滚动环的余热。进行应力热处理的可能性。
（3）由于不同机架的轧制力，轧制力矩和热导率不同，因此应使用不同等级的硬质合金轧辊。在硬质合金轧辊材料的设计过程中，必须确保轧辊的强度，硬度和冲击韧性的合理匹配。应建立合金材料不同特性的数据库，以优化轧辊的材料设计。
（4）在轧制过程中，硬质合金轧辊的磨损不仅受温度，轧制压力和热冲击载荷等外部条件的影响，而且还受硬相WC和粘结相Co /的内部因素的影响。镍钴铬之间存在非常复杂的物理和化学反应。这使得磨损情况更加复杂。为此，必须加强对这方面机制的研究。
10，结论
在线材和棒材轧制中，使用硬质合金轧辊环代替传统的铸铁和合金钢轧辊已显示出许多优势。随着轧辊制造技术和使用技术的不断发展，硬质合金轧辊的用途将不断扩大。它在轧制过程中的作用将越来越重要，其应用前景也将非常广阔。
