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轧辊的发展历程及激光毛化技术在轧辊中的应用

发布人:和金机械   发布时间:2020-12-09

铸造高速钢轧辊早在1988年由日本人研制成功并在热带连轧机上运用,美国是20世纪90年代初开始引入高速钢轧辊,欧洲起步相对较晚。高速钢轧辊一般定义为高速切削时具有保持硬度能力的工具钢。作为轧辊工作层材质在热轧时具有高的红硬性、高的,高速钢轧辊中的碳元素以及其他形式碳化物合金元素的含量一般都大于15%,而在工具钢轧辊中则小于15%。高速钢轧辊与半高速钢轧辊的区别主要表现在合金含量的差别,两者碳元素以及其他形成碳化物合金元素的含量相差近一倍。
  大量运用的铸造高速钢轧辊主要采用三种方法进行生产:一是立式离心浇筑方法,欧洲和北美采用这种方法生产HSS轧辊。二是CPC连续浇筑方法,在日本60%~70%的HSS轧辊用CPC方法生产,30%~40%HSS辊用离心铸造方法生产。三是ESR电渣熔铸法,这种方法是在CPC法的基础上加上电渣净化作用的一种生产HSS辊的方法,乌克兰和比利时已用这种方法生产了少量轧辊。
  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优 质冷轧薄钢板。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大优 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,优 质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,在被称为“镜面钢板”,是生产轿车面板的优 质板材。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:
  其特点是利用经过调制的量密度(104~106W/cm2)、高重复频率(每秒数千万)的脉冲激光束在聚焦后入射到轧辊表面实施预热和,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冷却形成硬度区。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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