[科普中国]-半冷硬铸铁轧辊

简介

半冷硬铸铁轧辊（semi-chilledcastironroll），轧辊辊身在挂砂的金属型内铸造成型的工作层为麻口组织的铸铁轧辊。金属型内敷挂10～20mm的型砂，起到降低辊身冷却速度的作用，使辊身工作层获得麻口组织1。

分类半冷硬铸铁轧辊分为两类：半冷硬普通铸铁轧辊和半冷硬球墨铸铁轧辊。前者因其强度、韧性较低和耐磨性能较差，已被后者所取代。

特性半冷硬球墨铸铁轧辊是用经球化处理的铁水浇入铸型内，使轧辊辊身获得珠光体(或有少量铁素体)、粗大的球状石墨和少量渗碳体的混合组织。该类轧辊辊身表面硬度一般为HS35～55，辊身表面至芯部的硬度降落很小。轧辊具有良好的抗热裂性能、较高的强度和韧性。半冷硬球墨铸铁轧辊主要适用于中、小型轧机的开坯机架和粗轧机架。中国常用的半冷硬球墨铸铁轧辊的化学成分（%）为：C3.3～3.7，Sn1.2～2.0，Mn0.4～0.8，Cr0.3～0.6，Mo0．2～0.6，Mg0．04～0.10。国际上这类轧辊还含有Ni1.0%～2.5%2。

冷硬铸铁轧辊的加工半冷硬铸铁轧辊辊身表层因激冷而产生白口层，所以辊身硬度高、耐磨性好、具有优良的使用性能，被广泛用于板材、线材和棒材轧机，半冷硬铸铁轧辊的使用性能在很大程度上取决于辊身外层的碳化物含量，碳化物含量越高，轧辊的耐磨性越好，但切削加工越困难，在半冷硬铸铁轧辊辊身切削加工过程中，存在着刀具磨损快、崩刀等问题，笔者通过对半冷硬铸铁轧辊辊身切削性能及难加工原因分析，从而合理的选择切削刀具及刀具的几何参数。在提高切削加工质量的前提下，减少了切削加工的时间，有效提高了切削加工效率，从而降低生产成本。

半冷硬铸铁轧辊难加工原因分析半冷硬铸铁轧辊辊身工作层中存在着大量的碳化物，辊身工作层的组织是珠光体+渗碳体+莱氏体，辊身硬度可达65 HRC 以上，另外辊身毛坯经常存在夹杂、硬点等缺陷，在切削加工的过程中，一方面辊身缺陷会对刀具造成冲击，另一方面切削温度升高时刀具磨损会加快，这是因为随着温度升高半冷硬铸铁轧辊辊身工作层的硬度下降不明显，而刀具材料的硬度会随着温度升高下降，刀具材料与辊身工作层硬度比下降，这对刀具磨损有很大影响3。

半冷硬铸铁轧辊的特点(1) 半冷硬铸铁和耐磨合金铸铁是典型的硬脆材料，表面硬度很高。粗加工时，单位切削力达3000MPa，强烈的冲击极易引起振动，加剧刀具的磨损。

(2) 半冷硬铸铁轧辊，结构尺寸大，加工余量也大，车削时要采用较大的切削深度和进给量，对刀具的强度和工艺系统刚性要求较高。

(3) 半冷硬铸铁轧辊具有高硬度和较高的热强度。切削时刀具连续工作时间长，刀具的温度很高，容易出现刀体变形或焊接刀片开焊的现象而使刀具损坏。

(4) 半冷硬铸铁表层组织为白口，性质硬而脆，当刀具切入或切出时，容易出现崩边现象，造成废品或损坏刀具。

(5) 轧辊毛坯表面加工余量不匀和气孔、砂眼等铸造缺陷使切削时冲击较大，也容易损坏刀具2。