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新型鍛造高速鋼軋輥材料及激光毛化技術基本原理

現代化大型冷帶鋼軋機已實現無頭、半無頭軋制，對板帶的質量如冷軋板帶的表面平整度、厚度差等方面要求越來越高，對工作輥的質量要求也越來越高，無論是對表面硬度還是淬硬層深 度的要求都有較大的提高。冷軋工作輥材質的研究一直備受軋輥界的高度重視，從開始的軸承鋼逐漸發展到2%Cr、3%Cr、5%Cr型鋼，其發展通常以鉻含量的不斷提高為基本特征。近年來出現了半高速鋼、高速鋼軋輥材質，其組織和碳化物的研究已有一些報道。泊頭市和金機械有限公司的技術人員對一種新開發的鍛造高速鋼冷軋工作輥材料的淬火工藝進行研究，分析了淬火溫度對高速鋼軋輥組織、晶粒度、殘余奧氏體和硬度的影響，為開發冷軋工作輥提供理論及試驗基礎。
　　激光毛化冷軋輥技術是八十年代在世界上才發展起來的生產冷軋薄鋼板新技術。由于激光毛化技術在加工方法上、在提高成型性能和涂鍍后光亮度以及綜合生產成本方面都比其它毛化方法具有優 越性，因此激光毛化技術一問世便受到鋼鐵企業和使用部門的高度重視，冷軋薄板和薄帶不僅需要優良的材質，而且對薄板表面質量(如表面粗糙度和形貌)有嚴格的要求，才能確保薄板優良的成形性能和表面涂鍍性能。激光毛化汽車板由于涂漆后反射映像光澤度高，在國外被稱為“鏡面鋼板”，是生產轎車面板的板材。因此，激光毛化冷軋薄板(帶)是汽車、家電、電子和輕工業生產需求的重要原材料。
　　激光毛化技術基本原理：
　　其特點是利用經過特殊調制的高能量密度(104~106W/cm2)、高重復頻率(每秒數千至上萬)的脈沖激光束在聚焦后入射到軋輥表面實施預熱和強化，在聚焦點處軋輥表面形成微小溶池，同時由側吹裝置對微小溶池施以設定壓力、流量、方向的輔助氣體，使溶池中的溶融物按指定要求盡量堆積到溶池邊緣形成圓弧形凸臺。這些預熱區、微坑、凸臺在軋輥自導熱的作用下迅速冷卻形成硬度強化區。然后在薄板軋制或平整過程中，軋輥表面上的凸臺在板面上再形成若干變形硬化質點(微坑)，以形成激光毛化板。這種新型表面結構是在不降低原材質表面韌性的情況下，由無數微小均布的強化點對表面實行針軋，從而在輥、板表面實現剛柔并濟的表面結構。這種表面結構的優點主要表現在以下方面：
　　1)激光毛化在軋輥表面形成均勻分布的圓弧形凸臺，其硬度、強度都明顯高于其它毛化方式。并能有 效的避免軋輥殘余應力集中、韌性降低等現象，延長軋輥使用壽命。
　　2)在軋制過程中，改 善輥與板間摩擦(增加摩擦力)和接觸條件以有利于軋制工藝順利進行(可增大軋機壓下量和軋制速度)，減少擦傷和粘連，改 善板型，提高板面質量。
　　3)在板材成型過程中，板面微坑有儲油和冷卻作用，改 善板與磨具間的摩擦和接觸條件(減小摩擦、增加潤滑)，以利于材料流動，使成型工藝易于進行。同時，板面微坑可容納成型過程中產生的金屬屑，減少成型表明劃傷，提高工件質量?？稍鰪姲迕鎸ν繉拥母街吞岣叱尚渭砻嫱科峁饬炼?，增加產品的附加值。