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影响分条机刀片寿命的因素?
发布时间:2021-02-16 12:20浏览次数:
  分条机刀片的寿命主要取决于其内在性能和工作应力,包括强度和硬度。为了使分条机刀片具有足够的强度,应主要考虑分条机刀片的材料。硬度通常是指分条机刀片的工作面硬度,在一定程度上决定了分条机刀片的耐磨性和使用寿命。通过合理的选材和热处理,可以满足分条机刀片的硬度要求。
 
  分条机刀片在工作过程中,要承受很大的轧制压力,轧件的焊缝、夹杂物、边裂等问题容易导致瞬间高温,造成工作辊因强烈的热冲击而开裂、卡死甚至剥落。因此,分条机刀片应具有抵抗弯曲、扭转和剪切应力引起的开裂和剥落的能力,以及高耐磨性、接触疲劳强度、断裂韧性和热震强度。
 
  从20世纪70年代末到80年代中期,国内外研究开始使用铬含量为3%~5%的深淬硬层冷轧工作辊钢。3%的Cr分条机刀片不需要再淬火,有效硬化层深度可达25~30mm,而5%的Cr分条机刀片有效硬化层深度为40mm,耐磨性和抗事故性也有显著提高。现阶段国内试制了9Cr3MoV钢,国外一些厂家开发并推广了深淬硬层分条机刀片,如美国的3.25%Cr钢和5%Cr钢,日本的KantocRP53、FH13、MnMC3、MC5等。这些钢由高碳高合金材料制成,具有良好的硬度和耐磨性,但分条机刀片硬化表面易碎,接触疲劳寿命短,质量不稳定。
分条机刀片
  为了提高硬化层的深度和接触疲劳寿命,降低硬化层的脆性和过热敏感性,满足轧件对冷轧工作辊力学性能和使用性能的进一步要求,国外分条机刀片厂家从20世纪80年代中后期开始对5%Cr分条机刀片钢的化学成分进行优化,主要是在5%Cr钢中加入钼和钒,或在5%Cr钢分条机刀片中加入钛,加入钛约0.1%,钛以碳氮化合物(TiCN)的形式精细地沉淀在基体中,并且TiCN在摩擦损失后脱落,并且在分条机刀片的表面上形成划痕,从而再生中等粗糙度。在马口铁分条机刀片的实际运行中,有效利用了粗糙度降低小的优势,从初轧阶段就可以实现高速轧制。
 
  在最终热处理过程中,将分条机刀片钢的淬火和加热限制在奥氏体中碳含量不超过0.6%的程度,然后尽可能强地进行冷却,从而可以获得深度硬化层。此时,除了隐针状马氏体(主要是板条)外,在分条机刀片的硬化层中还有约4%的碳化物和约10%的残余奥氏体。分条机刀片(包括残余压应力的影响)的表面硬度约为HS(D)95~99。
 
  最后通过低温回火将分条机刀片的表面硬度调整到规定值。低温回火越充分,硬度低时韧性越好,抗热裂性越高。随着钼和钒含量的增加,淬火钢中残留奥氏体增多,回火后大部分转变为新的马氏体,有助于提高分条机刀片的硬度,增强耐磨性,降低磨损表面粗糙度。
 
  分条机刀片的发展方向将是进一步提高强度和硬度以及硬化层深度,同时保证一定的韧性。大型冷轧工作辊将由含钒、铣削、镍和其他元素的改进的5%铬钢制成。为了提高材料的淬透性,铬的含量将进一步增加。例如,实际生产中已经使用了含铬量为8%~10%且含铬量较高的锻钢,但含铬量的增加会导致韧性较差。因此,需要适当平衡碳和铬的含量,并在较低的温度下淬火,以获得所需的分条机刀片硬度,从而降低分条机刀片的断裂和断裂敏感性。此外,随着锻造制造技术的进一步提高,高铬钢工作辊将更多地用于大型冷连分条机刀片。5%Cr及其改进的含钒型钢广泛应用于大型支承辊锻件,高铬含量的大型锻钢支承辊已进入实用阶段。大型冷轧工作辊需要电渣重熔钢锭锻造,而大型支承辊锻件用钢广泛采用钢包精炼和真空脱气生产,钢水纯度达到较高水平。
 
  总之,合理的选材和适当的热处理制造高质量的分条机刀片可以节省大量的分条机刀片材料,降低轧钢生产成本,提高分条机刀片的质量和产量。所以要关注分条机刀片选材的新趋势,从轧钢的实际情况出发。开发分条机刀片的新材料,提高分条机刀片的制造质量。
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