喷射成形制备高速钢复合轧辊的发展及应用

喷射成形（Spray Forming）技术，也有人称为喷射沉积（Spray Deposition）或喷射铸造（Spray casting）技术，这是廿世纪80年代以来，工业发达国家在传统快速凝固／粉末冶金（RS/PM）工艺基础上发展起来的一种全新的先进材料制备与成形技术。

喷射成形技术的基本原理是用高压惰性气体将金属液流雾化成细小液滴，并使其沿喷嘴的轴线方向高速飞行，在这些液滴尚未完全凝固之前，将其沉积到一定形状的接收体上成形。

这样，通过合理地设计接收体的形状和控制其运动方式，便可以从液态金属直接制备出具有快速凝固组织特征，整体致密的圆棒、管坯、板坯、圆盘等不同形状的沉积坯。

采用喷射成形工艺制备的材料与用传统铸造或变形工艺制备的材料相比，由于在制备过程中的快速冷却使显微组织明显细化、析出相细小且均匀分布，从而使材料的化学成分和组织在宏观和微观上得到有效地控制，因此材料的力学性能几乎没有各向异性，使材料的总体性能得到了明显的提高。

这种新工艺与传统的粉末冶金工艺相比，由于从冶炼到坯件成形可在一个工序完成，省去了粉末冶金制粉、混料、压坯和烧结等多道工序，且可有效地控制材料中的氧含量与纯净度，这可使材料坯件的制造成本大幅度地降低。

当今，各工业发达国家利用喷射成形技术在高速钢、高温合金、铝合金、铜合金等先进材料的开发和生产方面已经取得了很大进展，其中高性能铝合金是喷射成形技术领域中最具吸引力的开发方向。

喷射成形技术的开发和应用喷射成形技术作为一种高新技术，其产品可广泛用于航天、航空、国防、汽车、化工、海洋和石油等工业领域。

国外喷射成形技术的应用开发主要集中在圆锭坯和管坯上，对平板产品的应用较少。

目前，已经能生产直径450mm和长度2500mm的棒材，其收得率可高达70%~80%，所生产的管坯直径为150~1800mm、长度为8000，其收得率为80%~90%。

而成形的合金材料主要有：铝硅合金、铝锂合金、2000及7000系列铝合金、各种铜合金、不锈钢和特种合金等。

喷射成形（Spray Forming）技术，也有人称为喷射沉积（Spray Deposition）或喷射铸造（Spray casting）技术，这是廿世纪80年代以来，工业发达国家在传统快速凝固／粉末冶金（RS/PM）工艺基础上发展起来的一种全新的先进材料制备与成形技术。

喷射成形技术的基本原理是用高压惰性气体将金属液流雾化成细小液滴，并使其沿喷嘴的轴线方向高速飞行，在这些液滴尚未完全凝固之前，将其沉积到一定形状的接收体上成形。

这样，通过合理地设计接收体的形状和控制其运动方式，便可以从液态金属直接制备出具有快速凝固组织特征，整体致密的圆棒、管坯、板坯、圆盘等不同形状的沉积坯。

采用喷射成形工艺制备的材料与用传统铸造或变形工艺制备的材料相比，由于在制备过程中的快速冷却使显微组织明显细化、析出相细小且均匀分布，从而使材料的化学成分和组织在宏观和微观上得到有效地控制，因此材料的力学性能几乎没有各向异性，使材料的总体性能得到了明显的提高。

这种新工艺与传统的粉末冶金工艺相比，由于从冶炼到坯件成形可在一个工序完成，省去了粉末冶金制粉、混料、压坯和烧结等多道工序，且可有效地控制材料中的氧含量与纯净度，这可使材料坯件的制造成本大幅度地降低。

当今，各工业发达国家利用喷射成形技术在高速钢、高温合金、铝合金、铜合金等先进材料的开发和生产方面已经取得了很大进展，其中高性能铝合金是喷射成形技术领域中最具吸引力的开发方向。

喷射成形技术的开发和应用喷射成形技术作为一种高新技术，其产品可广泛用于航天、航空、国防、汽车、化工、海洋和石油等工业领域。

国外喷射成形技术的应用开发主要集中在圆锭坯和管坯上，对平板产品的应用较少。

目前，已经能生产直径450mm和长度2500mm的棒材，其收得率可高达70%~80%，所生产的管坯直径为150~1800mm、长度为8000，其收得率为80%~90%。

而成形的合金材料主要有：铝硅合金、铝锂合金、2000及7000系列铝合金、各种铜合金、不锈钢和特种合金等。

【原创】高速钢轧辊的性能与应用作者: xucz 发布日期: 2009-04-08 13:46轧辊是钢铁材料生产中的重要构件，而其本身材质开发与应用也十分重要，在此简要概述一下高速钢辊材的发展与应用，抛砖引玉，请大家讨论！1，应用现状轧制过程自动化、连续化、重型化是现代轧制技术的发展方向。

近年来，随着我国汽车、家电、铁路、桥梁、建筑业的快速发展，推动了轧钢工业的迅速发展，对轧材的尺寸精度、表面质量、使用性能也提出了更高的要求，促进了轧制技术的进步，轧辊的工作环境越来越苛刻，轧辊的使用性能要求也越来越高。

如何提高轧辊的使用性能以适应轧钢的需求是轧辊工作者面临的新课题。

上世纪末，高速钢复合轧辊工业应用已经取得成功，高速钢复合轧辊是将工作层和芯部以熔铸方式复合起来的高性能轧辊，工作层具有高硬度、高耐磨性和优异的抗热裂纹性能。

采用锻钢、铸钢或球墨铸铁作为轧辊芯部材料具有较高的强韧性。

高速钢复合轧辊充分发挥了两种材料的性能优势，使用寿命比高铬铸铁轧辊提高3倍以上。

目前，高速钢轧辊主要应用于热轧精轧前段机架，并逐步向后段机架推广，有可能在未来十年内完全取代高铬铸铁轧辊。

高速钢轧辊的使用可以减少换辊次数、降低辊耗和周转量，还可以提高轧制精度、实现无规程轧制，具有广阔的应用前景。

1988年日本首先开始采用高速钢轧辊，美国在90年代初开始引入高速钢轧辊，欧洲起步相对较晚但发展很快，我国大型高速钢复合轧辊还处于研制阶段，关键生产工艺尚未成熟，高速钢复合轧辊的使用也仅限于宝钢等几家大型钢铁企业。

开展高速钢轧辊的制造和使用技术研究，可以为新型高速钢轧辊的推广应用奠定基础，因而具有十分重要的实用价值。

未完，待续......相关回复：作者: xucz 发布日期: 2009-04-08 14:05热轧工作辊的工况条件非常复杂，承受剧烈的机械负荷、热负荷和冷却水的循环作用，因而存在多种损伤形式。

热轧工作辊承受的基本应力可分为三类：1). 机械应力：即在轧制过程中，由轧制载荷而产生的直接剪应力、弯曲应力和为了驱动轧辊克服轧制摩擦力所必需的转矩而产生的扭转剪切应力，尤其是在咬钢和抛钢瞬时产生的机械冲击负荷，加剧了机械应力的作用。

辊压引伸复合成形工艺研究辊压引伸复合成形工艺研究引言：随着现代工业的发展，复合材料在航空、汽车、建筑等领域中得到广泛应用。

然而，复合材料的成形工艺与传统的金属材料有很大不同，需要开展专门的研究，以提高成形质量和效率。

辊压引伸复合成形工艺是一种重要的复合材料成形方法，本文将对该工艺进行研究和分析。

一、辊压引伸复合成形工艺的基本原理辊压引伸复合成形工艺是利用辊压机上的压辊对复合材料进行挤压和拉伸，使其得到所需形状的一种成形方法。

该工艺相比传统的拉伸成形和挤压成形，具有更高的成形质量和效率。

二、辊压引伸复合成形工艺的工艺参数和优化方法1. 压力和温度：适当的压力和温度可以使复合材料更好地流动和成形。

通过试验和模拟，确定最佳的压力和温度范围，以提高成形质量。

2. 辊压机结构：辊压机的结构和参数对成形效果有很大影响。

通过调整辊压机的结构参数，如辊子直径、辊子间距等，可以获得更好的成形效果。

3. 辊压速度：辊压速度对成形过程中的材料流动和成形质量有很大影响。

通过试验和数值模拟，确定最佳的辊压速度范围，以提高成形效率和质量。

4. 复合材料的成分和比例：不同的复合材料成分和比例会对成形工艺产生影响。

通过调整复合材料的成分和比例，可以改善成形质量和性能。

三、辊压引伸复合成形工艺的应用和发展辊压引伸复合成形工艺在航空、汽车等领域得到广泛应用。

它可以制造复杂形状的复合材料零件，如机翼、车身等。

随着科学技术的发展，这一工艺将继续得到改进和完善，以满足不断增长的需求。

四、辊压引伸复合成形工艺的挑战和解决方法虽然辊压引伸复合成形工艺具有很多优点，但也面临一些挑战。

如复合材料的流动性差、成形过程中的应力集中等。

为了解决这些问题，可以采用一些改进措施，如增加辊压机的辅助装置，改善复合材料的流动性等。

结论：辊压引伸复合成形工艺是一种重要的复合材料成形方法，具有广泛的应用前景。

通过对工艺参数和优化方法的研究，可以提高成形质量和效率。

热轧板带生产中高速钢轧辊的使用及改良发表时间：2018-03-24T11:17:51.373Z 来源：《防护工程》2017年第32期作者：霍平1 张宏伟2[导读] 在进行高速钢轧辊在热轧板带生产时会有氧化膜脱落的现象，这就直接影响了带钢的表面质量和轧辊的使用寿命。

1华北理工大学机械工程学院；2华北理工大学机械工程学院河钢股份有限公司唐山分公司第一钢轧厂摘要:本文对高速钢轧辊在热轧板带生产中的应用进行研究分析，并且借助耐磨性、化学成分、抗热烈性以及力学性能等特点对高速钢轧辊的广阔前景进行了预测，同时也针对高速钢轧辊在热轧板带生产中所存在的问题提出了解决方法以及良好建议。

关键词:高速钢；工艺润滑；着色探伤；高铬铸铁；表面波探伤前言高铬铸铁材质一般用于铸造热板带连轧厂精轧机前端机架的工作辊，它是通过轧辊与高温带钢接触同时在工作辊表面形成一层具有高硬度和耐磨损的高铬氧化膜，用来提高轧辊的使用寿命。

形成这层氧化膜的过程是一个动态的过程，冷却条件和轧制状况的好坏会直接影响氧化膜的密度和厚度。

因为整个过程很难掌握，因此很难满足氧化膜的形成条件。

所以，在进行高速钢轧辊在热轧板带生产时会有氧化膜脱落的现象，这就直接影响了带钢的表面质量和轧辊的使用寿命。

1 高速钢轧辊的改良通过改变轧辊的化学成份，改善基体组织形态，可以提高轧辊的耐磨损能力。

经过十几年来该技术的更新、完善，高速钢轧辊己经开始用于热板带精轧机组。

这一新技术与润滑工艺结合应用，不但对产品质量有一定的提高，而目在生产成本的降低方面上也取得了十分明显的效果。

高速钢轧辊的力学性能见表，高速钢轧辊的辊芯与轧辊外层的结合是无缺陷的冶金结合，所以高速钢复合轧辊辊芯的抗拉强度高，结合层强度高，这样可以提高轧辊的弯曲负荷，从而可以使板材获得较好的板形。

高速钢与高铬铁轧辊下机后的状态对比1、良好的耐磨性通过横向对比，在同一机架、同样的使用状态下，高速钢轧辊表现出良好的耐磨性。

第26卷　第3期2006年6月 航　空　材　料　学　报JOURNAL OF AERONAUTI CA L MATER I ALSVol .26,No .3June 2006喷射铸造复合轧辊温度场的数值模拟汪　煜1,崔成松2,李庆春2,张国庆1,汪武祥1(⒈北京航空材料研究院,北京100095; 2.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨150001)摘要:喷射铸造是一种先进的可用于制造高性能复合轧辊的技术,但复合轧辊界面冶金结合困难是这种新型工艺所面临的关键问题。

通过计算机数值模拟研究喷射铸造过程中复合轧辊内部温度场及各种喷射工艺参数对温度场的影响。

结果表明,辊芯预热温度、辊芯平移速度和喷射速率对温度场的影响较大。

关键词:喷射铸造;复合轧辊;数值模拟中图分类号:T G146.2 文献标识码:A 文章编号:100525053(2006)0320088205收稿日期622;修订日期6232作者简介汪煜(6),男,硕士,从事粉末高温合金材料研究,(2)y 2@。

轧辊是轧机上的重要部件,其制造水平和使用性能是制约轧机发展的因素之一,因此,轧辊制造技术一直是重型机械领域不断研究和有待提高的关键技术[1]。

近年来,国内外对轧辊材料进行了大量的研究,在将高速钢用于制造新一代复合轧辊方面取得了突破性进展。

另一方面,由于轧材尺寸、压下量的增大和轧制速度的提高,使采用铸铁材料为芯材的复合轧辊已明显不能满足要求,采用锻钢作为芯部材料是目前的发展趋势。

以上两方面的进展正推动着轧辊用高速钢材质和高速钢复合轧辊制造工艺的研究。

今后相当长的一段时间内,复合轧辊的成形工艺、外层材料成分设计和界面结合是轧辊产业的研究重点[2]。

喷射铸造(Spray Casting )是一种先进的制备高性能轧辊的快速凝固制造技术。

在喷射铸造过程中,高温金属液被高速气体雾化后形成由大量细小液滴组成的雾流,液滴经雾化气体冷却后喷射到辊芯上,直接制备出具有良好冶金结合界面的复合轧辊。

高速钢轧辊的特点、制造、应用及研发趋势2013-12-19 09:46:001高速钢轧辊特点高速钢轧辊的特点主要体现在以下七个方面：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。

3）使用中易形成氧化膜。

轧制过程中如在轧辊表面形成连续、致密、均匀、粘结性好的氧化膜，不但可降低轧辊与轧材间的摩擦系数，而且可提高轧材尺寸精度和表面质量。

普通轧辊使用初期由于无氧化膜保护，磨损较大。

高速钢轧辊使用中氧化膜能很快形成，氧化膜的出现，可降低带钢与轧辊表面的摩擦，防止轧辊粘钢，提高轧辊寿命。

同普通轧辊相比，高速钢轧辊的初期磨损较低，这对于提高高速钢轧辊耐磨性是十分有利的。

4）淬透性好。

高速钢轧辊具有良好的淬透性，在室温下，工作层50mm范围内，从辊表面到芯部的硬度降小于3HS，可以确保轧辊从外到内都具有良好的耐磨性。

5）优良的强韧性。

高速钢轧辊与一般的无限冷硬铸铁、高铬铸铁和半钢轧辊相比较，其基本机械性能抗拉强度和断裂韧性值均优于高铬铸铁轧辊和无限冷硬铸铁轧辊，与半钢轧辊接近。