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1、第4卷第3期材料研究与应用Vo1.4,No.32010年9月MATERIALSRESEARCHANDAPPLICATIONSept.2010文章编号:16739981(2010)03016405双金属复合轧辊铸造工艺的研究现状与展望李秀青,宋延沛(河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471003)摘要:阐述了双金属复合轧辊的研究现状,详细介绍了双金属复合轧辊的最新铸造工艺,如喷射铸造法、连续铸造法、电渣熔铸法、镶铸法及离心复合法等,并对其研究趋势做了展望.关键词:复合轧辊;铸造;现状;展望中图分类号:TG1626文献标识码:A矿山、冶金等行业中耐磨件
2、的消耗量很大,许多零部件因磨损而失效.轧辊、鄂板、锤头等这些耐磨1双金属复合轧辊的铸造工艺件如果整体采用高硬度材料制备,不仅使生产成本提高,而且使非工作面机械加工难度增加,基于此双1.1喷射铸造法金属复合材料应运而生.耐磨件采用双金属复合材喷射铸造法是将精炼后的金属液雾化后喷射到料,就是工作面采用高硬度材料,而非工作面采用高辊芯上形成堆积层,从而制备出具有良好冶金结合韧性或加工性能好的材料,这样既经济又合理安全.界面的复合轧辊的一种方法.该工艺制备出的复合当前,如何满足日益发展的轧制技术对轧辊性能越轧辊具有成分偏析少、碳化物粗大倾向低、组织均匀来越高的要求,已经成为轧辊研制者面临的重
3、要课[5][6]及热加工性能好等特性.孙德生等人用喷射铸[12]题.国内外绝大多数轧辊已由整体轧辊改为辊芯造工艺成功地制备了Cr12MoV钢碳钢复合轧辊.和工作层为不同材质的双金属复合轧辊,其芯部采该法首先将Cr12MoV钢母材重熔,然后将其由坩用韧性高的材质,工作层采用耐磨性高的材质,采用埚底部直接注入雾化舱进行喷射成形.结果表明:喷一定的制备工艺将两者有机地结合起来,使轧辊既[3]射成形Cr12MoV钢的显微组织由均匀细小的等轴具有高耐磨性又具有良好的抗冲击性能.轧辊自晶和碳化物颗粒组成,平均粒度约为18m,无宏观身的综合性能与其制备工艺紧密相关,因此,研究复[4]缺陷;与重力
4、浇注坯件相比Cr12MoV钢中碳化物合轧辊的制备方法具有重要的意义.双金属复合的类型未变,仍为Cr7C3,但其形貌、尺寸及分布方方法主要分为固固复合、液固复合和液液复合,常式均发生了有益的变化,致使显微组织的均匀度明用的复合轧辊铸造工艺有喷射铸造法、连续铸造法、显提高.电渣熔铸法、镶铸法及离心复合铸造法等.铸造工艺[7]英国国家轧辊制造公司采用喷射铸造工艺生研究的重点主要在改善界面结合状态、提高复合层产了400mm1000mm高速钢复合轧辊,其组织的结合强度、减轻合金元素的偏析、减少铸造裂纹、比锻造的还要细微,粗大的碳化物完全消除,辊芯与降低生产成本及提高使用寿命等方面,本文主
5、要介喷射层之间形成良好的冶金结合,轧辊的抗疲劳性绍几种复合轧辊铸造工艺的研究进展状况.能得到提高,使用寿命为传统铸造高速钢轧辊的2倍以上.喷射铸造工艺的不足之处是成本比较高,不收稿日期:20100616作者简介:李秀青(1983)男,河南开封人,硕士研究生.第4卷第3期李秀青,等:双金属复合轧辊铸造工艺的研究现状与展望165[711][12]利于大批量生产.作者的高度关注,图1为连续铸造法示意图.[13]1.2连续铸造法邵抗振等人运用该法成功地制备出了以高铬铸铁为耐磨层,以35CrMo低合金钢为芯轴的双金属日本新日铁公司最先研发出用连续铸造法制备复合冷轧辊.该法在浇注前用升降
6、装置把铸型升至双金属复合轧辊,该法将熔化的外层金属浇入结晶高处,把芯轴放入铸型中相应的位置,启动电磁感应器中与预先置于结晶器中的芯棒相接触,以一定的加热装置预热芯轴到设计的温度,立即浇入熔炼好速度向下拉动芯棒,使外层金属与芯棒在结晶器中的铁水,保温一定时间,然后用升降装置使铸型以适完成复合及凝固,最终抽出复合轧辊,为使外层材质当的速度下降至底部后停止供热.在该工艺条件下与芯棒完全熔敷,一般采用电磁感应加热法对金属轧辊实现了至上而下顺序的凝固,有利于金属液的液及芯棒进行加热.采用该法生产出来的复合轧辊补缩,减少了缺陷.结果表明,复合界面达到了良好的工作层具有优异的力学性能及耐高温性能,金相
7、的冶金结合,表面耐磨层上下内外的硬度均匀性很组织结构良好,可以以铸代锻.该方法既可以生产新好,轧辊的磨损周期为9Cr2Mo轧辊的3倍以上.轧辊,也可以修复旧轧辊,因而受到相关领域科技工图1连续铸造法生产复合轧辊的示意图Fig.1Theschematicsketchofthecompositerollwithcontinuouscastingprocess[8]1.3电渣熔铸法图.乌克兰巴顿电焊研究院ElmetRoll科研组与
