【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 MnMo 等，熱軋輥使用在開坯，厚板，型鋼等加工中。它承受了強(qiáng)大的軋制力 ，劇烈的磨損和熱疲勞影響，而且熱軋輥在高溫下工作，并且允許單位工作量?jī)?nèi)的直徑磨損，所以不要求表面硬度 ，只要求具有較高 的強(qiáng)度 ，韌性和耐熱性。熱軋輥只采用整 體正火 或淬火，表面硬度要求 HB190~270 硬度。軋輥硬度是一個(gè)間接的物理值，它的高低受到軋輥本身內(nèi)部 組織狀態(tài)的影響，如軋輥材料的基體硬度，軋輥材料中碳化物的種類和數(shù)量，軋輥的殘余應(yīng)力等等；同時(shí)，由于軋輥硬度檢測(cè)常用的肖氏 和里氏硬度 檢測(cè)均為反彈式硬度檢測(cè)，受檢測(cè)儀器的狀態(tài)，操作者的心理因素等其他因素的影響較大。所以無論是軋輥的制造和使用部門，需要配備專人負(fù)責(zé)硬度的檢測(cè)工作，注意硬度計(jì)的選型，與其他硬度的對(duì)比關(guān)系要穩(wěn)定，同時(shí)要注意經(jīng)常送檢和校對(duì)硬度檢測(cè)儀器和標(biāo)準(zhǔn)試塊，有條件的企業(yè)可以推廣利用標(biāo)準(zhǔn)軋輥來進(jìn)行硬度計(jì)的校對(duì)工作。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)說明 4 3 設(shè)計(jì)說明 加工工藝流程 60SiMnMo 熱軋輥 熱處理工藝設(shè)計(jì) 的熱加工工藝流程經(jīng)過許多次改進(jìn)形成如下的兩種工藝流程 :一是冶煉→鑄造→熱處理→加工→性能、探傷的檢測(cè)→成品；二是冶煉→鑄造→粗加工→熱處理→精加工→性能、探傷等檢測(cè)→成品。 60SiMnMo 鋼屬于中碳鋼，其成分 [1]如下表 1. 表 1 60SiMnMo 鋼的成化學(xué)分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)， %） C Si Mn Mo Ni ～ ～ ～ ～ 0 成分分析： Mn 是良好的脫氧劑和脫硫劑。它能消除或減弱由于硫所引起的鋼的熱脆性，從而改善鋼的熱 加工性能。 Mn 和 Fe 形成固溶體，提高奧氏體的硬度和強(qiáng)度，經(jīng)固溶處理后有良好的韌性，當(dāng)受到?jīng)_擊而變形時(shí)，表面層將因變形而強(qiáng)化，具有高的耐磨性；同時(shí)又是碳化物形成元素，進(jìn)入滲碳體中取代一部分鐵原子。 Si 能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強(qiáng)度。硅能提高鋼的彈性極限、屈服強(qiáng)度和屈服比 (σs/σb),以及疲勞強(qiáng)度和疲勞比 (σ1/σb)等。 硅能促使鐵素體晶粒粗化，降低矯頑力。 具體熱處理工藝 60SiMnMo 熱軋輥在工作中進(jìn)行的熱處理一般有鍛后熱處理貨調(diào)質(zhì)。 ① 鍛 后熱處理：鍛后熱處理的主要目的是消除鍛后應(yīng)力，細(xì)化晶粒，改善切削性能。鍛后熱處理還有擴(kuò)氫作用。擴(kuò)氫時(shí)間視鋼錠氫含量而定，一般認(rèn)為[H]≤2104%時(shí)，可取消擴(kuò)氫處理。 ② 調(diào)質(zhì)： 熱軋工作輥的最終熱處理是調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)的目的是保證軋輥表面獲得規(guī)定的硬度和力學(xué)性能， 并保證心部具有足夠的韌性。 60SiMnMo 熱軋輥熱處理工藝分析： ① 大鍛件常用的冷卻方式有很多 。 由于空冷的冷卻能力較小 ， 空冷時(shí)鍛件的性能潛力 較小，空冷時(shí)鍛件的性能潛力 不能充分得到發(fā)揮 ；如果 采用水冷，大鍛件的截面大，冷卻時(shí)的內(nèi)外溫差大 ， 熱應(yīng)力和組織應(yīng)力也就比較大 ， 有可能使鍛件原有的微裂紋擴(kuò)大 ， 甚至造成開裂。 該 60SiMnMo 熱軋輥調(diào)質(zhì)熱處理工藝為 830℃ 加熱； 淬火加熱溫度不高 ， 冷卻方 式 采用油冷。據(jù)了解熱 處理 淬火 工藝是嚴(yán)格執(zhí)行的。 ② 大鍛件回火的目的是消除或降低工件 淬火 冷卻時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，得到穩(wěn)攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)說明 5 定組織，以滿足綜合性能要求；同時(shí)回火過程中還起去氫作用，以消除氫脆現(xiàn)象。 ③ 大鍛件回火后冷卻方式很重要，該 60SiMnMo 鋼 軋輥采用較高的上 限溫度620℃回火，保溫 9h 后水冷。為了避免回火脆性，鋼 軋輥采用回火后水冷的方式： 分析認(rèn)為， 600℃回火后水冷的快冷方式也會(huì)產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力。這是鋼 軋輥熱處理后放置 48h 后發(fā)生斷裂的主要原因。 預(yù)備熱處理工藝 退火是將偏離平衡狀態(tài)的金屬坯料或零件加熱至較高溫度，保持一定的時(shí)間后通常以相當(dāng)緩慢的速度冷卻，以得到接近于平衡狀態(tài)組織的各種工藝方法。 熱軋輥的常見退火有消除內(nèi)應(yīng)力退火和石墨化退火，下面以消除內(nèi)應(yīng)力退火為例： 軋輥在澆注后的冷卻過程中，各部位通過塑性到彈性變形溫度的時(shí)間不同；在冷卻過程中 軋輥發(fā)生石墨化和各種相變時(shí)其體積變化，這兩個(gè)因素使軋輥由表面至中心生產(chǎn)很大的應(yīng)力。低溫退火，可在短時(shí)間內(nèi)有效的消除 熱軋輥內(nèi)應(yīng)力。根據(jù)軋輥的材質(zhì)、尺寸和鑄造條件確定低溫退火的 加熱溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度等工藝參數(shù) 。 退火的目的是： ① 降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷變形加工。 ② 細(xì)化晶粒，均勻鋼的組織及成分，改善鋼的性能或?yàn)橐院蟮臒崽幚碜鰷?zhǔn)備。 ③ 消除鋼中的殘余內(nèi)應(yīng)力，以防止變形和開裂。 T/℃ 退火 810~860℃ 3~4h 720~730℃ 3~4h 隨爐降溫 600℃出爐 t/h 圖 1 60SiMnMo鋼 退火工藝曲線 加熱溫度： Ac1+20~30℃ / Ac3+50~100℃ ；加熱速度：不小于 100℃ /h；保溫時(shí)間： 2~4h/ mm[3] 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)說明 6 調(diào)質(zhì)處理的目的 熱軋工作輥的最終熱處理是調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)前熱處理余量一般為單邊 10— 15mm,尖角要 到鈍，盡可能圓滑過渡，對(duì)于槽口較大的熱軋工作輥，粗加工時(shí)要預(yù)開槽。體質(zhì)的目的是保證軋輥表層只具有細(xì)珠光體和索氏體組織，規(guī)定的硬度和力學(xué)性能，以及心部具有足夠的韌性。 調(diào)制的工藝規(guī)范見圖 2： T/℃ 820~850℃ 640~660℃ 油冷 600~650℃ 350℃ 350℃ 出爐溫度 圖 2 調(diào)質(zhì)處理的工藝曲線 t/h 影響調(diào)質(zhì)處理質(zhì)量的因素是鋼的淬透性。如鋼材的淬透性小，使的淬火組織中含有珠光體，甚至出現(xiàn)鐵素體時(shí)，則零件的疲勞強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度明顯下降。調(diào)質(zhì)鋼的熱處理必須先完全淬火得到馬氏體，然后再進(jìn)行高溫回火處理。 淬火處理的加熱溫度與保溫時(shí)間 調(diào)質(zhì)鋼的淬火加熱溫度，對(duì)于低合金鋼，淬火溫度應(yīng)根據(jù)臨界點(diǎn) Ac3確定，考慮合金 元素作用，為了加速奧氏體化，淬火溫度可偏高些，一般應(yīng)加熱到 Ac1以上 50~100℃ 。淬火加熱溫度過低，則淬火時(shí)不能完全淬透，淬火組織中除馬氏體外，還保留一部會(huì)鐵素體，使鋼的強(qiáng)度和硬度降低。淬火加熱處理溫度過高，會(huì)導(dǎo)致奧氏體晶?；?，淬火后獲得粗大的馬氏體。 淬火加熱的保溫時(shí)間必須能使足夠的碳化物溶于奧氏體中，并均勻化。以下因素決定和影響著保溫時(shí)間。 a 零件的尺寸。尺寸越大，裝爐量越大，加熱時(shí)間越長。 b 爐溫。提高爐溫可以縮短加熱時(shí)間，采取高于正常淬火溫度 50~100℃的快速加熱方式，可以減少零件變形。 c 裝爐 。裝爐時(shí)零件放置間隔打則加熱就快，反之，緊密放置，需較長加熱時(shí)間。裝爐間隔過大，雖然縮短了加熱時(shí)間，但降低了生產(chǎn)效率，一般取間隔為零件厚度一半。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)說明 7 淬火