高铬铸铁轧辊的铸造和应用

轧辊分类1.合金铸钢轧辊Alloy Cast Steel Roll合金铸钢轧辊是采用电弧炉冶炼优质钢水，采用先进的铸造、热处理工艺技术制造，具有很高的强度、优良的抗热裂性、韧性、耐磨性、适用于型钢粗、中轧机，热轧带钢粗轧机架用辊及热轧带钢支承辊。

辊身金相组织为珠光体或回火索氏体。

2.半钢轧辊Adamite Rolls半钢轧辊是性能介于钢辊和铁辊之间的一种轧辊材质，含有镍、铬、钼等合金元素，其基体组织中含有一定量的碳化物，采用特殊的热处理工艺，有高的耐磨性、强的韧性和好的热抗性，最大的特点是在工作层中几乎没有硬度降落。

适合带钢热连轧机粗轧、精轧前段；棒线轧机粗轧、中轧、预精轧机架；万能轧机、悬臂轧机辊环、辊套。

3.石墨钢轧辊Graphite Steel Rolls石墨钢轧辊的性能与半钢轧辊类似，其最大特征是组织中有少量细小石磨存在。

它可以提高轧辊的热轧辊的抗热裂性能和抗氧化铁皮黏附性能，主要适用于粗轧或初轧机架。

4.高速钢轧辊High Speed Steel Rolls高速钢轧辊在高温下具有很高的硬度和耐磨性。

它是用离心方法生产的，芯部材质为球墨铸铁。

通过成分和热处理工艺控制，工作层硬度可达80-85HSC，马氏体基体上分布有钒、钨、铌、钼复合碳化物，保证了工作层硬度均一，孔型磨损均匀。

这种辊用于精轧机架，增加作业时间，改善轧材表面质量。

5.GNV轧辊GNV Rolls粗轧机架用轧辊需要一些特性相互结合，其中某些特性会相互抵消对方的作用，这些特性包括耐磨性、耐热裂性、耐冲击性、热硬度和热强度等。

过多的网状碳化物能提高耐磨性、耐冲击性，但它严重降低了断裂韧性，这在粗轧情况下，会促使热裂纹形成发展。

要减小过多碳化物的影响，又能保持耐磨性，就要加入镍、钼等合金元素，使基体形态为贝氏体/马氏体（针状），比通常的珠光体基体更耐磨。

钼元素还有助于提高轧辊高温硬度。

GNV轧辊就是采用高合金材质加上特殊热处理制造出来的，基体组织中碳化物的含量小于5%，满足粗轧机架要求。

辊身硬度辊颈抗拉强度
（肖氏 HS）(Mpa)铸铸钢30～70500～1000大、中型型钢开坯和粗轧机架，板带轧机粗轧机架，支承辊
钢半钢35～70300～700大、中、小型型钢中间及精轧机架，板带钢工作辊
轧石墨钢35～60500～900
大、中、小型型钢粗轧机架
辊高铬钢
70～80带钢粗轧后架，精轧前架，冷轧带钢工作辊工具钢(高碳高速钢)
80～90热轧带钢精轧机架，小型或线材精轧机架铸冷硬铸铁55～85150～220板材、线材、型材、管材精轧机架
铁无界(限)冷硬铸铁
55～85150～220板材、线材、型材、管材中轧、精轧机架，板带钢精轧机架
轧球墨铸铁35～80300～700
型材、线材、管材粗、中轧机架
辊高铬铸铁60～95小型型钢、线材轧机精轧机架，带钢预精轧机架
特殊铸铁75～95小型、线材、管材预精轧，精轧锻热轧辊35～60500～1100开坯，大型粗轧机架，板钢粗轧机架钢冷轧辊75～105700～1400冷轧带钢工作辊，型材、焊管成形辊
轧支承辊
40～70700～l400冷、热板带轧机
辊
锻造半钢及白口铁
35～70
500～1000
大、中、小型粗、中、精轧机架
轧辊分类
主要用途说明
各类轧辊主要分类和特点及用途对照表 制表人:朱丹青。

（1）高铬铸铁铸性能较差，其热导率低，塑性差，收缩量大，且有大的热裂和冷裂倾向，在铸造工艺上要将铸钢和铸铁的特点结合起来考虑，必须充分注意铸件的补缩问题，其原则与铸钢件相同(采用冒口和冷铁，且遵循顺序凝固原理)由于合金中铬含量高，易在铁液表面结膜，所以看起来铁液流动性差，但实际上流动性较好。

（2）造型宜采用水玻璃硅砂等强度高且透气性好的砂型，涂料应采用耐火度高的高铝粉或镁粉与酒精混合拌制。

另外，为获得细晶粒组织和好的表面质量，在铸件外形不太复杂的情况下，金属型铸造也被广泛采用。

（3）高铬铸铁的收缩量与铸钢相近，模样制作上其线收缩率可按 1.8％--2.0％进行计算。

在砂型制作上，其冒口大小可按碳钢的规定进行计算，而浇注系统则按灰铸铁计算，但需把各截面积增加２０％--３０％。

浇冒口的选择应注意两个方面：一是要保证铸件工作带（用部位）的质量；二是要尽量提高铸件的成品率。

（４）由于高铬铸件的冒口不易切除，因此造型时在冒口形式上宜采用侧冒口或易割冒口。

（５）在具体零件的铸造工艺设计上，要注意不能让铸件出现受阻收缩，以免造成开裂。

另外，浇注后开箱温度过高也极易造成铸件开裂，540 ℃以下的缓冷是十分必要的，应使铸件在铸型中充分冷却，然后再开箱清砂，或开箱后先勿清砂而堆在一起（铸件、浇冒系统等）围干砂缓冷。

开箱周围环境必须保持干燥，不得潮湿有水，否则极易造成铸件裂纹。

（６）浇注温度要低，有利于细树枝晶和共晶组织，而且可避免出现因温度过高而造成的收缩过大及表面粘砂等缺陷。

浇注温度一般比其液相线（1290～1350℃）高左右，轻小件一般控制在1380~1420℃，壁厚100mm以上的厚重件控制在1350~1400℃。

冷热板带轧机轧辊技术参数介绍轧辊是轧钢生产中一项大宗的消耗备件，它直接或间接地对轧材的尺寸精度和表面质量产生影响。

不同类型轧机决定了使用轧辊的类型不同，轧制不同钢种的钢材、轧机不同机架、轧钢工艺规程设计等因素对轧辊特性又提出了不同的要求。

轧辊的材质选择和科学的技术条件设计是充分发挥轧辊使用性能的基础。

1.3.2.1轧辊材质的分类：目前轧辊主要材质有：半钢、合金铸钢、整体铸钢、复合铸钢、高铬钢、高铬铁、无限冷硬铸铁（高镍铬）、整体Cr系锻钢、高速钢等等1.3.2.2不同机架轧辊材质的选择依据①、立辊大立辊的主要功能是侧压除磷、定宽轧边，在有侧压的情况下轧辊的选用，除了考虑轧辊的抗热烈性能，还要考虑有一定的强度要求，这种情况下选用铸铁辊满足不了要求，因为立辊对钢材表面影响小，对抗粗糙抗磨损的要求不十分严格，因此大立辊的材质选择多数为合金铸钢、合金锻钢或半钢。

小立辊仅是起一个平整带钢侧边，并使钢材对中，限制跑偏的作用，有时也有一定的压下量，要求小立辊有一定的抗扭曲和弯曲强度，并保持很好的耐磨性能，一般的都选用半钢轧辊，一般情况下习惯上都推荐155CrNiMo牌号，硬度控制在40-48HS。

②、四辊粗轧机工作辊四辊轧机因有支承辊的存在，降低了对轧辊强度的要求，轧辊在使用过程中的主要考虑耐磨性、抗热疲劳裂纹性、抗事故性。

不同的轧辊选材，其使用性能也各有不同，早期多以合金半钢辊为主，目前基本选用高铬钢轧辊，个别厂家采用高速钢轧辊也取得了较好效果。

现普遍采用的高Cr钢材质，含Cr在10%以上，采用离心复合铸造，经高温热处理，硬度通常控制在68HSD以上。

具有较高的综合机械性能，碳化物呈M7C3型，具有非常高的显微硬度。

因此具有很好的耐磨性、抗热裂性，并且使用过程中辊面形成非常致密而不易脱落的氧化膜，进一步提高耐磨性。

高Cr钢轧辊材质碳化物不呈大块状，含碳量比高Cr铁低很多，因此无需特殊水冷。

高速钢轧辊为当前应用于板材轧制的新品种轧辊，在高Cr钢轧辊材质基础上，进一步降低C、Cr合金元素，减少组织中网状碳化物，提高辊面抗热裂性，同时加入、增加Mo、V、W等合金元素，使组织中含一定量点块状、高显微硬度的M2C、MC型碳化物，轧辊耐磨性进一步增强。

轧辊种类的划分轧辊是金属加工中常用的一种工具，广泛应用于轧钢、轧铝、轧铜等行业。

根据不同的使用场景和工艺要求，轧辊可以分为多种类型。

下面将对轧辊的几种常见分类进行介绍。

一、工作辊和支撑辊根据轧机的结构和作用方式，轧辊可以分为工作辊和支撑辊两种类型。

工作辊是直接参与金属材料压制和塑性变形的辊子，其表面通常需要具备一定的硬度和耐磨性。

而支撑辊则是用来支撑工作辊和金属材料的辊子，其主要作用是为工作辊提供支撑和稳定。

二、冷轧辊和热轧辊根据轧制过程中的温度条件，轧辊可以分为冷轧辊和热轧辊两种类型。

冷轧辊主要用于对室温下的金属材料进行轧制，如冷轧钢板、冷轧铝板等。

由于冷轧过程中金属材料硬度较高，所以冷轧辊的表面需要具备较高的硬度和耐磨性。

而热轧辊则主要用于对高温下的金属材料进行塑性变形，如热轧钢坯、热轧铝坯等。

热轧辊的表面要求相对较低，主要是为了保证辊面的光洁度和平整度。

三、工作辊和支撑辊的结构形式根据轧辊的结构形式，轧辊可以分为整体式轧辊和组合式轧辊两种类型。

整体式轧辊是指轧辊的辊身和辊颈为一体的结构，适用于较小的轧机。

组合式轧辊是指轧辊的辊身和辊颈分开制造后再进行组合的结构，适用于大型轧机和冷轧机组。

四、硬质合金轧辊和高铬铸铁轧辊根据轧辊的材质，轧辊可以分为硬质合金轧辊和高铬铸铁轧辊两种类型。

硬质合金轧辊的辊面通常采用硬质合金材料制造，具有较高的硬度和耐磨性，适用于高强度金属材料的轧制。

高铬铸铁轧辊的辊面则采用高铬铸铁材料制造，具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，适用于一般金属材料的轧制。

五、镀铬轧辊和镀硬铬轧辊根据轧辊的表面处理方式，轧辊可以分为镀铬轧辊和镀硬铬轧辊两种类型。

镀铬轧辊是将铬层镀在轧辊表面，提高轧辊的耐磨性和耐腐蚀性。

镀硬铬轧辊则是在镀铬的基础上，再进行热处理，使轧辊表面形成一层硬度更高的硬铬层，提高轧辊的耐磨性和使用寿命。

轧辊根据不同的分类标准可以分为工作辊和支撑辊、冷轧辊和热轧辊、整体式轧辊和组合式轧辊、硬质合金轧辊和高铬铸铁轧辊、镀铬轧辊和镀硬铬轧辊等多种类型。

高速钢轧辊的特征及使用技术要求目前人们所称的高速钢轧辊均为高碳高速钢复合轧辊，即轧辊的工作层材料采用高碳高速钢，轧辊的芯部材料采用球墨铸铁、石墨钢或锻钢等，两种不同的材料通过离心铸造或者是采用CPC工艺复合而成，与传统的M2、M4等标准类型钨钼高速钢有着本质上的区别。

在正常的轧制条件下，高速钢轧辊的使用寿命是合金铸铁轧辊3倍以上。

一、高速钢轧辊的特点1、高速钢轧辊含碳量较高，而且含有较高的钒、铬、钨、钼、铌等合金元素，因此，轧辊组织中碳化物的类型以MC型和M2C型为主，碳化物硬度高、耐磨性好。

2、高速钢轧辊具有较好的热稳定性，在轧制温度下，辊面具有较高的硬度和良好的耐磨性。

3、高速钢轧辊具有良好的淬透性，从辊身表面到工作层内部的硬度几乎不降，从而确保轧辊从外到内具有同等良好的耐磨性。

4、轧辊使用过程中，在良好的冷却条件下，辊身表面形成薄而致密的氧化膜，这种均匀、薄而致密的氧化膜长时间存在而不脱落，使得高速钢轧辊耐磨性得到显著提高。

5、高速钢轧辊在轧制时辊面氧化膜的形成，降低了轧材与辊面间的磨擦，因此在轧制过程中易引起打滑现象，使轧机调整难度增加。

6、高速钢材料膨胀系数大，导热性能好，在轧制时易引起辊形变化，影响轧材精度。

因此，高速钢轧辊在板带材轧机上使用时，不仅要改变冷却系统的设计，而且还要重新改变辊形的设计。

7、由于高速钢轧辊芯部采用合金球墨铸铁、石墨钢或者是锻钢等材料制成，因此轧辊辊颈强度高。

8、由于高速钢材料耐磨性好、抗事故能力差，因此高速钢轧辊使用效果的好坏不仅取决于高速钢轧辊本身的质量，而且更重要取决于轧辊的使用条件和轧辊的维护保养。

二、高速钢轧辊的加工轧辊的硬度提高后，轧辊的加工难度相应就增加，对用于线、棒材轧机高速钢轧辊的孔型加工，特别是轧制螺纹钢轧辊在重复使用时的切削加工，由于是断续切削，其加工难度更大，因此选用合理的加工刀具和切削用量是决定高速钢轧辊能否在线棒材轧机上正常使用的先决条件。

工作辊材质的选择要考虑以下几个方面：（1）板坯厚度大，轧辊必须具有较好的咬入性。

（2）板坯温度高，轧制速度较慢，轧件和轧辊接触时间较长。

轧辊必须具有较好的抗热裂性、抗热疲劳性。

（3）工作辊直径大（Φ1210/1110mm）、辊身长度大（5050mm），承受的轧制力高，主电机带动工作辊传动。

要求轧辊有较高的抗断裂性，轧辊辊身和辊颈必须有较高的强度。

（4）高的轧制温度也要求轧辊具有高温耐磨性。

（5）由于粗轧和精轧在同一机架完成，所以既要考虑到粗轧时轧件厚度大，宽度小，轧辊所受冲击大，轧辊使用面积少，轧件与轧辊间易出现打滑等。

也要考虑精轧时，轧件宽而长，轧辊使用面积大。

同时，单机架四辊轧机，在轧制低合金专用钢和高强度品种钢时，要采用控制轧制和控制冷却技术，通常进行交叉轧制，轧制温度低，轧制力大。

要求轧辊具有耐磨性好、抗热裂性好、耐表面粗糙能力好、强度高、对热的敏感低等性能。

传统的四辊精轧机，往往是前面有一架粗轧机（二辊、三辊或四辊）。

粗轧用四辊轧机工作辊通常采用高镍铬无限冷硬铸铁轧辊。

近年来，开始使用高铬铸铁轧辊，这种轧辊组织中碳化物含量较高，摩擦系数小，硬度高，耐磨性能优良。

但对热的影响十分敏感，易打滑，而且出现卡钢等事故时形成的热裂纹较深。

而精轧机轧辊工作条件相对较好，热影响及机械冲击也小，选择材质时主要考虑耐磨性和耐表面粗糙能力,保证钢板表面质量。

5m宽厚板四辊轧机的粗轧和精轧都是同样的轧辊来完成。

经过多年的实践，同时考虑到其他新开发新品种如高速钢轧辊等价格昂贵等因素，5m宽厚板轧机的工作辊采用高镍铬无限冷硬铸铁轧辊。

这种轧辊多采用立式离心复合铸造而成。

由于外层镍、铬、钼等合金元素的作用，珠光体转变推迟，因而铸态下的组织为贝氏体+马氏体残奥+碳化物+短片状石墨。

经过热处理后的组织为贝氏体+少量马氏体残奥+碳化物+短片状石墨。

轧辊心部组织为贝氏体+片状石墨或珠光体+少量碳化物（+牛眼状铁素体）+团球状石墨。

大型高铬铸铁护套的铸造工艺哎呀，说起这个大型高铬铸铁护套的铸造工艺，那可真是个技术活儿，得慢慢道来。

这玩意儿，你别看它名字挺高大上的，其实就是个大块头的铁疙瘩，但是它的作用可不小，尤其是在工业领域里，比如矿山机械、水泥厂这些地方，那可是个顶梁柱。

首先，咱们得聊聊这个高铬铸铁。

这玩意儿，它的特点就是耐磨，耐磨到啥程度呢？就是那种你拿个铁锤砸它，它都能笑眯眯地看着你，一点事儿没有。

为啥这么耐磨？因为它里面含有大量的铬，铬这玩意儿，它能让铁变得硬邦邦的，就像给铁穿上了一层盔甲。

好了，咱们言归正传，说说铸造工艺。

铸造这活儿，就像是做蛋糕，你得先有个模子，然后往里头倒料。

但是，这个模子可不是随便拿个塑料盒子就能搞定的，得用耐火材料做，这样才能承受住高温的铁水。

咱们先得把高铬铸铁的原料准备好，这原料得是精选的，不能有杂质，不然做出来的护套就不结实。

原料准备好了，就得把它们加热到1500度以上，让它们变成红彤彤的铁水。

这温度，比咱们烤面包的温度高多了，烤面包那温度，跟这比起来，简直就是小儿科。

铁水准备好了，接下来就是倒模。

这个模子得做得特别精细，因为护套的形状复杂，有的地方厚，有的地方薄，模子要是做不好，那做出来的护套就不合格。

倒模的时候，得小心翼翼，不能让铁水溅出来，也不能让空气进去，不然做出来的护套就会有气泡，那可就麻烦了。

倒模完了，就得等它慢慢冷却。

这个过程，得有耐心，不能急。

冷却完了，护套就成型了，但是这时候还不能急着用，得检查一下，看看有没有裂纹、气孔这些缺陷。

有的话，就得重新来过。

最后，合格的护套还得经过打磨、热处理这些步骤，让它们更加结实耐用。

热处理这活儿，就像是给护套做SPA，让它的内部结构更加紧密，耐磨性能更好。

总的来说，大型高铬铸铁护套的铸造工艺，就是一门精细活儿，得有耐心，得有技术，还得有经验。

这玩意儿，虽然看起来不起眼，但是它在工业领域里，可是个不可或缺的角色。

就像咱们生活中的小螺丝钉，不起眼，但是少了它，机器就转不动了。

轧辊生产使用检测及表面强化基础知识前言轧辊是金属加工行业中一种常用的工具和设备，用于轧制金属材料，如钢材、铝材等。

轧辊在使用过程中面临着高强度的冲击和磨损，因此需要进行检测和表面强化。

本文将介绍轧辊的生产使用检测流程以及表面强化的基础知识。

轧辊生产检测轧辊的生产检测是为了保证轧辊的质量，提高其使用寿命和稳定性。

主要包括以下几个方面的检测：材料检测轧辊主要由高铬铸铁、高铬铸钢等材料制成。

在生产过程中，需要对材料进行检测，确保其符合相关标准要求。

常用的材料检测方法包括化学成分分析、金相组织分析等。

尺寸检测轧辊的尺寸精度对轧制产品的质量有着重要影响。

因此，在生产过程中需要对轧辊的尺寸进行检测，确保其符合设计要求。

常用的尺寸检测方法包括三坐标测量、外径测量等。

表面质量检测轧辊的表面质量直接影响轧制产品的表面质量。

因此，在生产过程中需要对轧辊的表面进行检测，确保其表面光洁度和平整度满足要求。

常用的表面质量检测方法包括平行度测量、表面粗糙度测量等。

轧辊使用检测轧辊在使用过程中，会受到冲击和磨损，因此需要进行定期检测，以确保其安全可靠地运行。

主要包括以下几个方面的检测：磨损检测轧辊在使用过程中，会因为与金属材料的摩擦而产生磨损。

定期检测轧辊的磨损情况，可以及时更换磨损严重的轧辊，以保持轧辊的工作性能。

常用的磨损检测方法包括测量磨损凹槽深度、测量表面损失量等。

裂纹检测轧辊在使用过程中，可能会因为冲击或其他原因产生裂纹。

裂纹的存在会降低轧辊的工作性能，甚至导致轧辊断裂。

因此，需要定期检测轧辊的裂纹情况，及时修补或更换有裂纹的轧辊。

常用的裂纹检测方法包括超声波检测、磁粉检测等。

接触应力分析轧辊在使用过程中，由于冲击和磨损会受到较大的应力。

通过对轧辊接触应力的分析，可以评估轧辊的工作状态和剩余寿命，以制定合理的维护计划。

常用的接触应力分析方法包括有限元分析、应力测量等。

表面强化基础知识由于轧辊在使用过程中受到的冲击和磨损较大，为了延长轧辊的寿命和提高其使用性能，常常需要对轧辊进行表面强化处理。