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式中D为工作辊辊径;μ为摩擦系数;K为金属平面变形抗力;E为机械弹性模量。为了轧制出更薄的板带材,必须减小工作辊辊径,采用高效的工艺润滑剂(见塑性加工工艺润滑),减小金属的变形抗力,增加轧辊的弹性模量,有效地减小轧辊的弹性压扁。现代20辊轧机上采用直径小达10mm的碳化钨轧辊,可轧制厚度小到0.001mm的极薄带钢。
工程上,一般可按下式确定工作辊辊径与成品带材厚度的比例关系 D≤1000h
当增加中间退火和轧制道次时 D≤2000h
采用异步轧制技术可突破上述最小可轧厚度的限制,其原理已不同于一般的轧制理论。
不论热轧或冷轧,轧相都是实现轧制过程中金属变形的直接工具,因此,对轧辊质量要求严格。
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一、 铸铁系轧辊
铸铁系轧辊的含碳量在2.5%—3.5%左右,按主要材质可分为普通铸铁轧辊、高镍铬无限冷硬复合铸铁轧辊、高铬复合铸铁轧辊和合金球墨铸铁轧辊四大类。铸铁轧辊中常见的组织可分为基体、渗碳体、石墨三大类,基体组织主要氏体、铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体,石墨在铸铁中的形态一般有片状和球状两种.
1、普通铸铁轧辊
普通铸铁轧辊可分为冷硬铸铁轧辊,中、低合金无限冷硬铸铁轧辊,中低合金球墨铸铁轧辊,冷硬铸铁是利用铁水自身过冷度和模具表面激冷的办法获得的一种铸铁其辊身表面激冷而生成白口层,硬度高、耐磨性好。冷硬铸铁轧辊按制造工艺和芯部材质可分为非球铁、球墨复合、和球芯三大类。无限冷硬铸铁轧辊是介于冷硬铸铁和灰口铸铁之间的一种材质,其辊身工作层基体组织中存在着石墨,并且辊身工作层与芯部没有明显的分界线。普通铸铁轧辊主要用于叠轧薄板轧机、三辊劳特式中板轧机、线材轧机、棒材轧机及型钢轧机用辊。
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1)碳化物硬度高。以往使用的轧辊,其基体上分布的多为Fe3C型或M7C3型共晶碳化物,组织粗大,硬度较低。高速钢轧辊一般采用高C、高V型高速钢,另外还含有较多的Cr、Mo、W、Nb和Co等合金元素,在凝固和热处理过程中,这些合金元素形成了一次和二次碳化物。高铬铸铁轧辊碳化物是M7C3(2500 Hv)和M23C6(1600 Hv)。无限冷硬铸铁轧辊中,碳化物是Fe3C(l300 Hv)。而高速钢轧辊主要含有MC(3000 Hv)、M7C3(2500 Hv)和M6C(2000 Hv),它能替代一般轧辊,从而提高耐磨性。另外,随着V含量增加,高速钢组织中骨骼状的M6C型碳化物向粒状的VC型转化。
2)热稳定性好。高速钢轧辊中含有较多的W、Cr、Mo、V和Nb等元素,具有较好的热稳定性,研究发现,普通轧辊材质的硬度随温度升高而明显下降,而高速钢轧辊在600℃仍保持有500 Hv,这必将大大提高轧辊的耐磨性。特别是当添加分布于基体组织的Co元素时,这种倾向更加明显。
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