昆钢棒线高硼高速钢离心复合轧辊的研制及生产质量控制

发布时间：2017-08-14 20:02

  本文关键词：昆钢棒线高硼高速钢离心复合轧辊的研制及生产质量控制

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【摘要】：随着钢铁工业技术的进步,现代化轧机配备的高性能轧辊需求量猛增,传统的铸铁轧辊性能已不能满足轧钢使用要求。与国外先进水平相比,尤其是高端轧辊还依赖进口,而制约高端轧辊发展的关键是轧辊材质和轧辊制造技术,因此研制新型高性能轧辊材料和开发新的轧辊制造技术,从而保证轧钢质量是我国轧辊制造企业所面临的重要问题。本文针对昆钢棒线精轧辊的使用要求选用高硼高速钢轧辊材质,所设计的成分为C 0.40～0.55%、Si 0.50～0.70%、Mn 0.50～0.80%、Cr 4.5～5.0%、Mo 1.80～2.20%、W 0.8～1.2%、B 1.2～1.8%、V 0.4～0.8%、P0.05%和S0.05%。这种高硼高速钢组织中含有大量硼碳化物,使其具有高硬度、优异耐磨性、高温稳定性能,且生产成本较低。高硼高速钢轧辊的制造采用离心复合铸造工艺,轧辊结构为三层复合,其工作层为高硼高速钢材料,为防止外层中硼元素进入芯部而降低其使用性能,在辊身工作层(高硼高速钢)和芯部(球墨铸铁)之间加入过渡层(球墨铸铁)。首先在离心机上浇注工作层高硼高速钢钢水,然后再离心浇注过渡层球墨铸铁铁水,最后在浇注坑中静态下浇注芯部球墨铸铁,使高硼高速钢复合轧辊工作层与芯部有良好的结合。熔炼设备采用中频感应电炉,工作层钢水用稀土复合变质剂在浇包内用冲入法变质处理,出炉温度控制在1580℃。离心浇注工艺参数为：外层浇注温度为1450℃,旋转时间为8分钟；过渡层浇注温度为1420℃,旋转时间为7分钟；芯部浇注温度为1360℃。高硼高速钢轧辊的热处理,重点研究了淬火回火温度对轧辊综合性能的影响。高硼高速钢轧辊的金相组织显示,轧辊铸态组织由马氏体基体、残余奥氏体和弥散的硼碳化物组成；淬火后基体组织大部分转变为马氏体,大量颗粒状和短棒状碳硼化合物沿晶界析出,成网状分布；回火后马氏体转变为回火马氏体,同时析出二次碳化物使组织硬度达到最高。通过实验生产高硼高速钢轧辊淬火温度为1050℃,回火温度550℃,热处理后基体中硼碳化物细化且均匀分散,组织中网状碳化物基本消除；热处理后硬度可达HS84,冲击韧性12J/cm2,淬硬层深度80mm。离心复合轧辊的生产是一个系统性的工程,众多的工序环节只要有一处操作控制不当就可能形成铸造缺陷而导致废品。本文应用质量管理的知识,采用质量管理工具对高硼高速钢轧辊生产中的气孔夹杂和熔合不良质量问题分析研究,制定质量控制措施,改进优化生产工艺,完善高速钢轧辊生产质量管理体系,保证轧辊质量。
【关键词】：高速钢 轧辊 硼元素 离心铸造 质量管理
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG333.17
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-27
• 1.1 引言12-13
• 1.2 轧辊发展趋势及产业发展现状13-14
• 1.2.1 轧辊的材质发展趋势13-14
• 1.2.2 我国轧辊产业发展现状14
• 1.3 普通高速钢轧辊的发展及研究现状14-19
• 1.3.1 高速钢轧辊成分及组织性能14-16
• 1.3.2 高速钢轧辊制造的技术方法16-19
• 1.4 高硼高速钢研究与发展19-20
• 1.5 质量管理20-25
• 1.5.1 质量管理的发展历史20-23
• 1.5.2 质量管理发展趋势23-24
• 1.5.3 质量管理发展的特征24-25
• 1.6 课题的研究目标及内容25-27
• 第二章 高硼高速钢离心复合轧辊的研制27-40
• 2.1 高硼高速钢复合轧辊结构及成分选择27-32
• 2.1.1 轧辊结构设计及铸造工艺27
• 2.1.2 合金元素及其作用27-31
• 2.1.3 轧辊工作层成分选择31-32
• 2.1.4 轧辊过渡层和芯部的成分选择32
• 2.2 高硼高速钢复合轧辊的离心铸造32-37
• 2.2.1 高硼高速钢制造工艺流程32
• 2.2.2 高速钢轧辊的材料准备及熔炼32-34
• 2.2.3 高速钢轧辊的离心铸造34-37
• 2.3 高硼高速钢轧辊铸态组织性能37-39
• 2.4 本章小结39-40
• 第三章 高硼高速钢复合轧辊的热处理40-49
• 3.1 高硼高速钢复合轧辊的退火40-41
• 3.2 高硼高速钢复合轧辊的淬火41-43
• 3.3 高硼高速钢复合轧辊的回火43-44
• 3.4 热处理对轧辊组织性能的影响44-48
• 3.4.1 高硼高速钢轧辊淬火后组织性能44-46
• 3.4.2 高硼高速钢轧辊回火后组织性能46-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 质量管理49-62
• 4.1 质量管理的方法与工具49-51
• 4.1.1 质量管理的统计方法49-51
• 4.1.2 质量管理的工具51
• 4.2 ISO9000质量管理体系51-53
• 4.3 高硼高速钢离心复合轧辊生产的质量管理53-61
• 4.3.1 高硼高速钢轧辊质量问题分析53-56
• 4.3.2 高速钢轧辊生产质量问题控制56-60
• 4.3.3 高速钢轧辊质量控制结果60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章 结论与展望62-65
• 5.1 结论62-63
• 5.2 展望63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69

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