大孔型离心辊环的生产技术探讨

ybjw168 · 发表于 2008-8-28 20:02:23

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随着市场经济的高速发展，市场竞争随之也日益加剧。在市场规则下，谁的产品质量过硬、谁的技术创新及时并更适用于用户，谁就有可能把握住市场的脉搏，成为市场的宠儿，为进一步占领市场奠定坚实的基纯瞻子诖耍攵怨旧拇罂仔屠胄闹楣馓迩蛱趸方辛艘幌盗械纳际醺慕Ｍü际醺慕螅尚灾窘徊酵乜砉懿脑谐〉於肆己玫幕空白nt]

一、单一材质整体浇注直面辊环的工艺特点以及存在的问题
大孔型离心辊环，在管材轧机脱管定径机架上使用要求为外层高的耐磨性及热稳定芯部高的强韧性，自生产以来一直采用单一材质整体浇注直面工装的浇注模式：单一材质即单一的珠光体球墨无限冷硬材质，整体浇注即一次浇注成型只是在芯部随流添加孕育剂以改变芯部性能的浇注模式，直面工装即不能直接铸出孔型而采用后期机械加工出孔型的铸造模式。
采用这种铸造成平辊再加工出孔型的生产模式，随之产生了一系列的问题：
（一）、单一材质模式，外层芯部为同一材质，芯部只是采取随流冲入一定量的孕育剂以降低碳化物的含量是无法满足芯部要求高的强韧性条件的，因而抗事故能力较弱。
（二）、整体浇注模式，受大孔型辊环的工作层要求很厚（孔型缘故）以及凝固规
律的影响，会出现以下质量问题：
（1）、在辊环工作层靠近芯部区域不可避免地会形成组织粗大或者微观疏松区，这将直接影响辊环的后期轧制量；
（2）、由于辊环蓄热量很大而内孔仅靠上盖的浇注小孔散热招致铁水散热很慢，在离心力的作用下，铁水的疏松倾向很大，致使辊环内孔出现缩孔缩松缺陷难以避免。
（3）、整体铸造的独特凝固规律，导致辊环的废品损失率—裂纹、疏松的量很大，废品率大约在5℅。
（三）、直面工装模式，由于辊环的壁厚很厚，热量积聚无法顺利及时地排出，因而导致辊面硬度徘徊在55-60HSD且因降温曲线不均衡而使得辊面硬度的均匀性差、落差大；同时，直面工装无法直接铸出孔型，受径向硬度落差影响，实际工作面即孔型部分的硬度低于辊面硬度，因而直接硬度辊环的耐磨性能，招致辊环的轧制量、轧制出的管材质量收到影响。
（四）、单一材质整体铸造，因芯部不需高的合金含量以及车削孔型需要加工掉大量的高材质工作层并且耗费很多的加工台时，因而导致辊环的综合成本（铸造成本、加工成本）很高。
（五）由管材轧机轧制的特点，工作层要求很厚，单一材质整体铸造时，冷型的激冷能力有限，致使工作层后期的组织粗大、硬度落差很大、耐磨性也大幅地下降。
有鉴于以上的种种不利原因，有必要对传统的大孔型离心辊环的生产技术作一更新改变，从而进一步满足用户的需求的同时也降低生产成本，为产品更好地具有市场竞争力、把握市场脉搏、走在市场的前面奠定坚实的基纯瞻譶t]
二、两种材质复合浇注成型辊环的工艺特点及其成效
针对大孔型离心辊环单一材质整体浇注直面工装的生产模式存在的诸多弱点，分析大孔型离心辊环的技术条件：（1）由于工作层要求很厚，铁水蓄热量也相应地很大，直面工装散热能力差是产生质量问题的重要根源之一；（2）由于是单一材质，芯部的合金含量高致使强韧性降低不适合轧制要求；（3）整体浇注模式由于辊环铁水在很短的时间内一次性浇注完，导致铁水的热量积聚是内孔产生缩孔缩松的根源所在。
根据以上分析，突破常规大胆尝试，对大孔型离心辊环的生产技术进行改进为采取两种材质复合浇注分体组合（成型）工装的生产模式取代原来的单一材质整体浇注直面工装的生产模式。两种材质复合浇注分体组合（成型）工装的生产模式为：两种材质即外层采用高耐磨性能、高的热稳定性能的珠光体球墨无限冷硬材质，芯部采用另外一种高强韧性的球墨无限冷硬材质；复合浇注即两种材质以不同的浇注时间、不同的浇注方式、不同的浇注温度并且经过一定的间隔时间先后浇注并且保证两种材质的铁水能够实现很好地符合的浇注模式；分体组合（成型）工装即通过将工装进行改造，直接铸出孔型，从而通过增加铁水与工装的接触面积以增强冷型的激冷效果，同时降低辊环的毛净比，提高辊环组织机能的铸造模式。
对大孔型离心辊环的生产技术改进工作分两步进行：工艺改进和工装改进。
（一）、工艺改进
由单一材质单一浇注工艺改进为复合材质复合浇注工艺即外层采用高的合金含量、高的综合性能的铁水，芯部采用低的合金含量、高的强韧性的铁水，以不同的浇注时间、不同的浇注方式、不同的浇注温度并且经过一定的间隔时间先后浇注复合成形的浇注工艺。
（二）、工装改进
由单一直面整体式工装改进为型面分体组合式（成型）工装，从而通过此工装浇注能够直接将孔型铸出。
采用两种材质复合浇注分体组合（成型）工装的铸造模式，彻底地克服了单一材质整体浇注直面工装的铸造模式所存在的系列缺憾，具有以下的优点：
（一）、复合材质模式，外层采用高合金高综合性能的材质满足了辊环工作层高的耐磨性、高的热稳定性等轧制条件的需要；而芯部采用低合金高强韧性材质满足了辊环内孔高强韧性的轧制条件需要，辊环的抗事故能力明显得到提高。
（二）、复合浇注模式，由于外层与芯部铁水以不同的浇注时间、不同的浇注方式、不同的浇注温度并且经过恰当的间隔时间先后浇注，因而保证了先浇注的外层铁水热量能够顺利地得到排出，同时高温度的芯部铁水在恰当的间隔时间内浇注也保证了外层与芯部铁水的很好融合，并且由于芯部铁水量很少，热量在很短的时间内就会得以排出。
（1）、减弱了因辊环壁厚过厚及因凝固规律影响所形成的工作层内的组织粗或者微观缩松区，改善了辊环的后期轧制量。
（2）、彻底解决了因铁水热量积聚得不到及时排出所导致的辊环内孔缩孔缩松缺陷的出现。
（三）、分体组合（成型）工装模式，由于冷型的散热面积增大，大幅提高了冷型的激冷性能，解决了整体工装热量积聚散热不畅的影响，使得辊面的硬度由原来的55-60HSD明显提高到60-65HSD且辊面硬度的均匀性提高、落差也得以减小；其次，直接铸出了孔型，解决了直面工装车削出孔型而导致的硬度径向落差大的弊端，提高了辊环工作面的耐磨性能，相应地也增加了辊环的轧制量以及管材的轧制质量。
（四）、分体（成型）组合工装复合浇注模式的独特凝固规律，大大降低了辊环外圆出现裂纹、内孔出现疏松率，废品率降低2.5℅左右。

（五）、两种材质复合浇注分体组合（成型）工装铸造，由于芯部不含合金或者含量为微量以及直接铸出孔型减少了外层高合金铁水量，同时省掉了从直面加工出孔型所费的加工台时，从而大大地降低了铸造和加工成本。

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