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轧辊表面裂纹形成原因的分析-镍铬硅铸轧辊套

2016/8/20 4:03:26来源：网络点击数：1288次

　　轧辊的失效方式有正常磨损和非正常损坏。正常磨损是指轧辊从上机轧制到完成规定工作量( 工艺要求的轧制标准长度或标准重量) 后有计划地从轧机上更换下来进行修磨。非正常损坏是指轧辊因操作失误以及各种事故造成无法完成正常工艺轧制，如划伤( 带材夹渣或断带)、 挤伤、粘铝、辊面破裂剥落、断辊等。轧辊无论以哪种形式形成非正常损坏，都是因为局部应力集中所产生的。当轧辊受到热冲击、拉压、接触疲劳、材质本身的缺陷等都会在不利的工作环境下加剧应力集中产生细微裂纹，并且不断扩大向辊面深处延伸，当疲劳强度超过许用强度值时裂纹失稳，造成辊面局部破裂，进而形成片状剥落。
　　1 表面裂纹形成的原因
　　(1) 疲劳产生裂纹。铝板箔轧辊本身具有很高的耐磨性和较小的塑性变形，有较深的淬硬层。表面经过淬火和回火后得到HSD100以上的硬度，表面很脆，开裂敏感性高。在轧制过程中，由于工作辊与支承辊、工作辊与带材之间产生相互摩擦，同时又有大轧制力的正向作用。此时工作辊辊身的温度为70℃～90℃，而轧辊表面与带材的接触点瞬时温度可达700℃左右。辊面与带材接触时，受瞬间高温影响，表层因温度急剧升高而膨胀，次表层温度因传热限制基本保持不变。表层与次表层间产生拉应力，而表层因膨胀呈现较高的压应力。当轧辊与带材脱离时，受轧制油冷却作用，表层温度快速降低而收缩，此时表层压应力状态变为拉应力状态。轧辊每循环一周，其表层就进行一次拉压应力交变循环，长时间轧制反复交变应力作用在轧辊表面生成一层晶粒错位的脆硬层，也称为疲劳层。如果在这种疲劳状态下轧制时间过长，表层及次表层会产生细微裂纹。
　　(2) 各类事故产生的裂纹。由于轧制工艺不合理或操作失误及设备故障等原因，轧制过程中喷淋不足或喷淋不均匀，轧辊受到骤冷骤热、压下量过大、过负荷轧制等造成粘铝。如果发生这种事故，较轻的情况下，会出现表面回火形成局部软点; 严重时，辊面受到热冲击发生了一定量的塑性变形，塑变应力从压应力瞬间转变为拉应力，这时产生的回火过程使局部体积膨胀而使拉应力瞬间加大，在回火局部的表层及次表层形成裂纹。
　　(3) 磨削加工不当留下的潜在隐患。轧辊磨削时由于采用不合理的大进刀量或进刀量突然变大等操作失误，铸轧辊退套会造成辊面非常大面积或局部烧伤。虽然表面看不到烧伤痕迹，但在磨削液的冷却作用下，对镍铬硅铸轧辊套有经验制造轧辊近表面局部区域的影响相当于二次淬火，引起晶粒错位或变异。轧辊使用一段时间产生表面裂纹。
　　(4) 轧辊本身的因素，如轧辊材质、热处理或加工工艺等不符合要求 。一般轧辊本身制造缺陷引起的裂纹出现在轧辊内部。
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