碳化鎢軋輥

碳化鎢軋輥是以碳化鎢粉和鈷粉(也可加入少量其他硬質(zhì)相或合金元素)為原料，用粉末冶金法生產(chǎn)的。將上述兩種粉末用球磨機(jī)進(jìn)行濕磨混合。料混勻后，經(jīng)干燥、過篩即成為中間產(chǎn)品——硬質(zhì)合金混合料?；旌狭辖?jīng)壓型、燒結(jié)即成輥坯。輥坯經(jīng)磨加工磨光或再開槽即成生產(chǎn)用軋輥。

碳化鎢軋輥是在1909年粉末冶金技術(shù)問世之后，隨著金屬加工工業(yè)的發(fā)展而誕生的。自1918年德國推出了硬質(zhì)合金拉絲模后，激發(fā)了各國對硬質(zhì)合金的研究，各種用途的軋輥也相繼出現(xiàn)了。但它的大量應(yīng)用則是在1960年之后。1964年摩根(Morgen)公司第一臺高速無扭線材軋機(jī)的誕生，把當(dāng)時線材的精軋速度提高了4倍。由于精軋機(jī)組是在高速度、高應(yīng)力下工作的，鑄鐵輥、工具鋼輥的耐磨性差，軋槽壽命短，軋輥的修理裝卸非常頻繁，影響了軋機(jī)的效能，已不適應(yīng)精軋生產(chǎn)的要求，故被組合式碳化鎢軋輥所取代。世界上已有二百多套摩根式軋機(jī)，年消耗碳化鎢軋輥數(shù)百噸。80年代，中國研制的碳化鎢軋輥已成功地應(yīng)用在高速線材軋機(jī)上。

碳化鎢軋輥有高的硬度，而且其硬度值隨溫度的變化甚小，700℃時的硬度值為高速鋼的4倍；而彈性模量、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、導(dǎo)熱率也都高出工具鋼1倍以上。所有這些性能保證了碳化鎢軋輥在工作過程中有比工具鋼輥好得多的耐磨性和抗變形性，從而保證了軋輥型槽的光潔度和尺寸的恒定性，這對保證線材的表面質(zhì)量和尺寸精度是至關(guān)重要的。由于碳化鎢軋輥的導(dǎo)熱率高，所以散熱效果好，使軋輥表面處于高溫的時間較短，因而使軋輥同冷卻水中的有害雜質(zhì)的高溫反應(yīng)時間較短。因此，碳化鎢軋輥比工具鋼輥更抗腐蝕、抗冷熱疲勞。

碳化鎢軋輥可應(yīng)用于生產(chǎn)碳化鎢組合軋輥。碳化鎢組合軋輥的夾緊系統(tǒng)有各種獨(dú)特類型，用于鋼筋和線材軋機(jī)的預(yù)精機(jī)架和精軋機(jī)架。隨著技術(shù)的發(fā)展，也可以將其應(yīng)用于中間機(jī)架。

碳化鎢組合軋輥的結(jié)構(gòu)

碳化鎢組合軋輥是一支中間帶軸肩的輥軸，軸肩兩側(cè)是在常溫狀態(tài)下套上去的2個或多個碳化鎢輥環(huán)（支數(shù)和寬度根據(jù)需要來定）；輥環(huán)兩側(cè)是2個壓力蝶片， 在輥身左右兩側(cè)各有1個大的鎖緊螺母，其旋向相反；在鎖緊大螺母和壓力蝶片間的16個長度可調(diào)的壓力螺栓，可對蝶片、輥環(huán)及其鎖緊大螺母產(chǎn)生足夠的軸向力。為了防止輥環(huán)與輥軸間產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，在軸肩和輥環(huán)上各開有半個鍵槽，鍵塊用螺栓固定。

碳化鎢組合軋輥的生產(chǎn)方法

先準(zhǔn)備預(yù)住制(RTP)情并將其放進(jìn)生產(chǎn)壓制品的沖壓機(jī)床內(nèi)。然后通過立式車床上的金鋼刀對壓制品進(jìn)行加工。然后將壓制品放進(jìn)燒結(jié)爐在高溫和高壓下進(jìn)行熱等靜壓工藝(HIP)。然后使用帶金剛輪的砂輪對產(chǎn)品進(jìn)行打磨。檢查之后，將采用鋼構(gòu)件對TC圈進(jìn)組裝。

碳化鎢組合軋輥使用的注意事項(xiàng)

①軋制過程中，應(yīng)確保軋槽有足夠的沖水量，且水壓適中，以避免輥環(huán)產(chǎn)生裂紋，甚至碎裂。

②軋槽軋制噸位應(yīng)適量，以避免微裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展。

③冷卻水的PH值應(yīng)適宜，最好為中性或弱堿性。最初選擇輥環(huán)材質(zhì)時應(yīng)根據(jù)自身冷卻水的PH值來選擇相應(yīng)材質(zhì)的輥環(huán)，這樣可以避免因腐蝕而引起的輥環(huán)損傷。

④修磨或車削時，應(yīng)徹底消除微裂紋，去掉全部的表面損傷。

⑤由于輥環(huán)與輥軸的裝配方式采用的是鎖緊螺母，因此在軋輥安裝時應(yīng)根據(jù)鎖緊螺母的鎖緊方向和上線軋輥的旋轉(zhuǎn)方向來確定上、下輥，以確保鎖緊大螺母與輥軸間不可能發(fā)生松動。

應(yīng)用前景

碳化鎢軋輥已用于金屬塑性加工的各個領(lǐng)域。從有色金屬到鋼鐵，從熱軋線材、管材到冷軋箔帶、螺紋鋼等都用到了碳化鎢軋輥。中國已能生產(chǎn)從φ8～φ300mm的幾十個品種規(guī)格的碳化鎢軋輥。但隨著線材精軋的高速化(最高速度達(dá)130m/s)，人們在探索提高碳化鎢軋輥硬度和強(qiáng)度的方法。這主要是在碳化鎢軋輥中加入少量TaC、NbC及Ni、Cr、Mo等元素；并通過熱等靜壓制、真空燒結(jié)一低壓熱等靜壓制、熱處理等手段來制取質(zhì)量更好的軋輥。

混合料中WC粉和Co粉的分散度、粒度和粒度分布，總碳、游離碳、氧、鐵含量等；壓型用膠的種類和數(shù)量，脫膠的溫度和時間，燒結(jié)的溫度、時間和氣氛等。此外，加工軋輥的磨床精密度、金剛石砂輪的質(zhì)量等都影響軋輥的質(zhì)量。

成分

碳化鎢軋輥的成分因軋輥的工作條件的不同而不同，甚至同一精軋機(jī)組，不同機(jī)架的軋輥成分也不同。高速線材軋機(jī)用軋輥主要是以鈷作粘結(jié)劑的碳化鎢輥為主。少數(shù)連鑄軋鋼廠由于水質(zhì)較差也采用Co-Ni-Cr為粘結(jié)劑的碳化鎢輥，造價也較低。

組織

碳化鎢軋輥金相組織均由基體相WC和粘結(jié)相Co構(gòu)成。

性能

碳化鎢軋輥的硬度隨WC含量增加而增加；而韌性則隨粘結(jié)相含量的增加而增加。

密度，硬度，抗彎強(qiáng)度，雜質(zhì)含量，表面粗糙度，材料孔隙度，WC晶粒度，總碳及自由碳含量，磁飽合強(qiáng)度，矯頑磁等。此外，還有軋輥的加工精度等。每一項(xiàng)指標(biāo)的高低都反映軋輥的質(zhì)量并預(yù)示著它的使用性能。

軋輥的分類方法有多種，主要有：（1）按產(chǎn)品類型分有帶鋼軋輥、型鋼軋輥、線材軋輥等；（2）按軋輥在軋機(jī)系列中的位置分有開坯輥、粗軋輥、精軋輥等；（3）按軋輥功能分有破鱗輥、穿孔輥、平整輥等；（4）按軋輥材質(zhì)分有鋼軋輥、鑄鐵軋輥、硬質(zhì)合金軋輥、陶瓷軋輥等；（5）按制造方法分有鑄造軋輥、鍛造軋輥、堆焊軋輥、鑲套軋輥等；（6）按所軋鋼材狀態(tài)分有熱軋輥、冷軋輥。各種分類可以相應(yīng)組合而使軋輥有更明確的含義，如熱軋帶鋼用離心鑄造高鉻鑄鐵工作輥。

常用的軋輥材質(zhì)和用途見表。軋輥的性能和質(zhì)量一般取決于其化學(xué)成分和制造方式并可由其組織、物理和力學(xué)性能以及存在于軋輥內(nèi)部的殘余應(yīng)力類型來評估（見軋輥檢驗(yàn)）。軋輥在軋機(jī)中的使用效果不但取決于軋輥材質(zhì)及其冶金質(zhì)量，還和使用條件、軋輥設(shè)計(jì)、操作維護(hù)有關(guān)。不同類型軋機(jī)的軋輥使用條件有很大差異，造成差異的因素有：（1）軋機(jī)條件。如軋機(jī)類型、軋機(jī)和軋輥設(shè)計(jì)、孔型設(shè)計(jì)、水冷條件和軸承種類等；（2）軋制條件如軋材品種、規(guī)格及其變形抗力、壓下制度和溫度制度、產(chǎn)量要求和操作等；（3）對產(chǎn)品質(zhì)量和表面質(zhì)量的要求等。

常用軋輥材質(zhì)和用途表

注：復(fù)合軋輥輥頸材料按強(qiáng)度要求選擇。

因此，不同類型的軋機(jī)以及同類型而使用條件不同的軋機(jī)，對所用的軋輥性能要求不盡雷同，如方坯和板坯初軋機(jī)軋輥要具有好的扭轉(zhuǎn)和彎曲強(qiáng)度、韌性、咬入性、抗熱裂性和熱沖擊性以及耐磨性；而熱帶精軋機(jī)架要求軋輥輥面的高硬度、抗壓痕、耐磨、抗剝落和耐熱裂等性能。

弄清軋輥的使用條件以及在同類型軋機(jī)中所用軋輥的失效方式，了解當(dāng)前各種軋輥材質(zhì)的性能和制造工藝，才能較正確地制定該軋機(jī)用輥的技術(shù)條件和選用合適而經(jīng)濟(jì)的軋輥材質(zhì)。

最常用來評價軋輥在軋機(jī)中使用性能的方法有：（1）軋制1t軋材所消耗的軋輥重量（kg）（簡稱輥耗），用kg/t表示；（2）每單位軋輥直徑減少所軋材的重量，用t/mm表示。

隨著軋機(jī)的現(xiàn)代化，對軋輥使用失效的深入研究以及軋輥材質(zhì)和制造工藝的改進(jìn)，工業(yè)發(fā)展國家的平均輥耗已降低到1kg/t以下。