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新型锻造高速钢轧辊材料及激光毛化技术基本原理

发布人:和金机械   发布时间:2021-01-20

现代化大型冷带钢轧机已实现无头、半无头轧制,对板带的质量如冷轧板带的表面平整度、厚度差等方面要求越来越高,对工作辊的质量要求也越来越高,无论是对表面硬度还是淬硬层深 度的要求都有较大的提高。冷轧工作辊材质的研究一直备受轧辊界的高度重视,从开始的轴承钢逐渐发展到2%Cr、3%Cr、5%Cr型钢,其发展通常以铬含量的不断提高为基本特征。近年来出现了半高速钢、高速钢轧辊材质,其组织和碳化物的研究已有一些报道。泊头市和金机械有限公司的技术人员对一种新开发的锻造高速钢冷轧工作辊材料的淬火工艺进行研究,分析了淬火温度对高速钢轧辊组织、晶粒度、残余奥氏体和硬度的影响,为开发冷轧工作辊提供理论及试验基础。
  激光毛化冷轧辊技术是八十年代在世界上才发展起来的生产冷轧薄钢板新技术。由于激光毛化技术在加工方法上、在提高成型性能和涂镀后光亮度以及综合生产成本方面都比其它毛化方法具有优 越性,因此激光毛化技术一问世便受到钢铁企业和使用部门的高度重视,冷轧薄板和薄带不仅需要优良的材质,而且对薄板表面质量(如表面粗糙度和形貌)有严格的要求,才能确保薄板优良的成形性能和表面涂镀性能。激光毛化汽车板由于涂漆后反射映像光泽度高,在国外被称为“镜面钢板”,是生产轿车面板的板材。因此,激光毛化冷轧薄板(带)是汽车、家电、电子和轻工业生产需求的重要原材料。
  激光毛化技术基本原理:
  其特点是利用经过特殊调制的高能量密度(104~106W/cm2)、高重复频率(每秒数千至上万)的脉冲激光束在聚焦后入射到轧辊表面实施预热和强化,在聚焦点处轧辊表面形成微小溶池,同时由侧吹装置对微小溶池施以设定压力、流量、方向的辅助气体,使溶池中的溶融物按指定要求尽量堆积到溶池边缘形成圆弧形凸台。这些预热区、微坑、凸台在轧辊自导热的作用下迅速冷却形成硬度强化区。然后在薄板轧制或平整过程中,轧辊表面上的凸台在板面上再形成若干变形硬化质点(微坑),以形成激光毛化板。这种新型表面结构是在不降低原材质表面韧性的情况下,由无数微小均布的强化点对表面实行针轧,从而在辊、板表面实现刚柔并济的表面结构。这种表面结构的优点主要表现在以下方面:
  1)激光毛化在轧辊表面形成均匀分布的圆弧形凸台,其硬度、强度都明显高于其它毛化方式。并能有 效的避免轧辊残余应力集中、韧性降低等现象,延长轧辊使用寿命。
  2)在轧制过程中,改 善辊与板间摩擦(增加摩擦力)和接触条件以有利于轧制工艺顺利进行(可增大轧机压下量和轧制速度),减少擦伤和粘连,改 善板型,提高板面质量。
  3)在板材成型过程中,板面微坑有储油和冷却作用,改 善板与磨具间的摩擦和接触条件(减小摩擦、增加润滑),以利于材料流动,使成型工艺易于进行。同时,板面微坑可容纳成型过程中产生的金属屑,减少成型表明划伤,提高工件质量。可增强板面对涂层的附着力和提高成形件表面涂漆光亮度,增加产品的附加值。

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