王 亮（四川煤田地質(zhì)局一四一機(jī)械廠，四川　德陽　618000）

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關(guān)于鋁帶鑄軋機(jī)軋輥制造問題的探究

王 亮
（四川煤田地質(zhì)局一四一機(jī)械廠，四川德陽618000）

摘要：本文以鋁帶鑄軋機(jī)軋輥制造問題為題，主要針對輥套與輥芯的選材、加工制造、裝配以及使用的整個工程進(jìn)行分析探討，希望對鋁加工廠的生產(chǎn)與加工有借鑒作用。

關(guān)鍵詞：鋁帶鑄軋機(jī)；軋輥；制造

鋁液體元素經(jīng)慢速旋轉(zhuǎn)，然后經(jīng)過冷卻，再經(jīng)過軋輥部件而成型，從而形成有一定板形、厚度的固態(tài)鋁板，這就是鋁帶鑄軋機(jī)的工作原理。鋁由液態(tài)開始結(jié)晶凝固，并被扎制成型的過程都是由鑄軋輥完成，鑄軋輥是鑄軋機(jī)中的結(jié)晶器，同時也是鑄軋機(jī)中承受各種變形抗力最重要、最大的一個部件。輥套和輥芯是組成鑄軋輥最重要的兩個部分，在鑄軋輥的中心部位有一個進(jìn)出水的小孔，是鋁溶液凝固成型的關(guān)鍵?？梢哉f鑄軋輥是鋁帶鑄軋機(jī)最重要的部件，如果此部件出現(xiàn)問題，那么其制造出的產(chǎn)品也會出現(xiàn)問題。所以，對其組成部分輥套與輥芯的選擇，結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計、加工制造、裝配以及使用，每一個過程都至關(guān)重要。

一、鋁帶鑄軋機(jī)軋輥軋輥輥套

（一）輥套的材料

鑄軋輥輥套必須要具備負(fù)載能力強(qiáng)、導(dǎo)熱性好、剛度與強(qiáng)度高以及不與鋁溶液發(fā)生任何反應(yīng)等特性。輥套要想符合上述要求，其所組成的材料至關(guān)重要。具體的材料標(biāo)準(zhǔn)見表1。只要輥套所有的規(guī)格都符合標(biāo)準(zhǔn)，那么其相應(yīng)的性能就會得到保障。表1所示的兩種鋼，淬火之后，其碳化物中分布的馬氏體組織非常均勻，同時它們具備非常低的裂紋敏感性能，塑性的各種要求都能夠滿足，另外，低裂紋擴(kuò)展速率以及抗熱應(yīng)力性能都非常良好。

輥套質(zhì)量好壞還有一個重要標(biāo)準(zhǔn)，那就是輥套的壁厚。以壁厚的大小要以輥芯的直徑大小為依據(jù)，如果輥芯的直徑為700mm，那么輥套壁厚要保持在70mm～80mm之間，如果輥芯的直徑在700mm以內(nèi)，那么輥套壁厚要保持在50mm～60mm之間。另外，在選擇輥套時還要考慮循環(huán)冷卻系統(tǒng)和輥芯上水槽設(shè)計的合理性與否。

（二）鋁帶鑄軋機(jī)軋輥坤桃的生產(chǎn)制造

通常情況下會利用普通鍛造法生產(chǎn)輥套，對于初鍛鋼錠一定要鍛粗，然后芯棒和芯孔擴(kuò)段，鍛造比要保持在4。正火是針對鍛造后半成品必須經(jīng)歷的過程，初加工在車床上進(jìn)行，完成之后對軋輥套實施淬火，淬火后其硬度必須要保持在HRC40～HRC42之間。上述工作完成后要對其進(jìn)行檢測，目的是檢測其內(nèi)部是否存在裂紋、氣孔以及夾渣等缺陷。

緊接著便可以對軋輥套的內(nèi)外徑進(jìn)行粗加工，對內(nèi)徑進(jìn)行精磨。一般在長度上都要留有10mm左右的余量。如果不立即進(jìn)行使用，可以在其表面及徑內(nèi)涂上防銹紙，防止在儲存過程中生銹。

二、鋁帶鑄軋機(jī)軋輥軋輥輥芯

在鑄軋輥在軋制過程中，要受到很多作用力的影響，具體包括：熱應(yīng)力、接觸應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、變曲拉力等等方面。然而這些作用力承受點主要就是輥芯，輥芯表面存在循環(huán)制冷卻水槽溝以及冷卻水孔，這兩各個部位在一定程度上削弱了輥芯的承載力。所以要想保障輥芯質(zhì)量就必須科學(xué)的設(shè)計循環(huán)制冷卻水槽溝以及冷卻水孔，另外輥芯的制作材料也是至關(guān)重要。

（一）輥芯材料的選擇與熱處理

通常會采用50CrMO4以及42CrMola兩種鋼材來制作輥芯。其中以42CrMola最為常見。首先會進(jìn)行粗加工，完成后要進(jìn)行回火或者淬火，經(jīng)過淬火后以硬度要達(dá)到HRC20～22。然后以圖紙為依據(jù)進(jìn)行更深層次的加工。

（二）輥芯冷卻水供給方式

實現(xiàn)鑄軋一個不可缺少的條件就是對鑄軋輥實施通水冷卻，這是軋輥最具特色的地方。

槽溝形式是決定輥芯冷卻強(qiáng)度的關(guān)鍵因素，一般情況下會采用聯(lián)合槽溝的形式，也就是環(huán)向槽溝與縱向槽溝相結(jié)合。此種槽溝形式有非常明顯的冷卻效果，實踐證明，鋁帶鑄軋機(jī)生產(chǎn)制造工程中，輥面兩側(cè)溫度差可以達(dá)到1℃。

表1　兩種鑄軋輥中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

圖1　一進(jìn)四出輥芯

圖2　三進(jìn)四出輥芯

圖3　烘爐加熱工藝曲線

輥芯有兩種最基本的供水方式，下面對這兩供水方式進(jìn)行詳細(xì)介紹：

第一種：一進(jìn)四出的供水方式，如圖1所示。此種供水方式的冷卻水輸入孔非常粗。其四個回水孔是鉆在輸入孔的圓周上。通過幾組分布在輥芯表面上8個縱向槽溝與截面上的45℃的8個相間徑向孔，水的循環(huán)的必然要經(jīng)過環(huán)型槽，從而達(dá)到冷卻輥芯和輥套的目的。此種供水方式具有非常簡單的旋轉(zhuǎn)水套。如果要進(jìn)行車削軋輥，那么必須將帶有中心孔的堵安裝在供水軋輥操作側(cè)，這樣才能進(jìn)行車削。

第二種：此種供水方式為三進(jìn)四出，具體情況如圖2所示。其中有6個大小相同的孔，3個出水孔、3個進(jìn)水孔，均勻的分布在輥芯一段軸線的圓上。通過通過輥芯表面6個縱溝槽與幾組60℃徑向孔，再通過環(huán)形水槽的作用，從而形成水循環(huán)。此種供水方式有非常復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)水套，但是在進(jìn)行車削軋輥的過程中，無需對中心孔進(jìn)行考慮。

三、鋁帶鑄軋機(jī)軋輥輥套與輥芯的裝配

（一）輥套與輥芯之間過盈量的選擇

從材質(zhì)上看，輥芯與輥套是存在差異的，另外，膨脹量、受熱條件等等都存在不同，那么要想保障鑄軋機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，過盈量必須要恰當(dāng)選擇。在正常的軋制過程中，輥芯與輥套之間是可以有相對運(yùn)動，但是絕不可超過25mm/8h。當(dāng)過盈量較小時，那么在軋制時輥芯與輥套之間的相對運(yùn)動就會超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致軋制過程的不穩(wěn)定。如果過盈量過大時，軋制時輥芯與輥套之間的內(nèi)應(yīng)力會過于強(qiáng)烈，非常容易導(dǎo)致輥套破裂。要想保障過盈配合量的精準(zhǔn)，可以利用以下公式進(jìn)行計算：

輥芯尺寸α500mm～α700mm

過盈量（mm）＝1/650×輥芯尺寸

輥芯尺寸α700mm～α850mm

過盈量（mm）＝1/700×輥芯尺寸

（二）輥套的烘裝

通常情況是在井式電阻爐下進(jìn)行輥套的烘裝，需要分5個階段進(jìn)行，工藝曲線如圖3所示。

（1）入爐：當(dāng)爐溫達(dá)到180℃，便可將輥套置入爐內(nèi)。

（2）加熱：保整升溫速度的均勻。一般要控制在60℃/h ～65℃/h。

（3）保溫：促使溫度達(dá)到450℃。并且要持續(xù)4h～5h。

（4）出爐：達(dá)到保溫時間后便可以出爐烘裝。

（5）冷卻：烘裝后，在溫室中進(jìn)行慢慢冷卻。

四、鋁帶鑄軋機(jī)軋輥的合理使用

為了延長鑄軋輥的使用壽命，如果一旦發(fā)現(xiàn)輥面有龜裂的出現(xiàn)，那么要在第一時間進(jìn)行換輥，然后對其實施車磨加工，從而可以削減輥套的車削量，輥套的使用壽命也會延長。另外，輥套經(jīng)過一段時間的使用之后，輥內(nèi)溝槽可能會出現(xiàn)水溝以及銹蝕等沉積物，這樣其冷卻效果是會受到影響的，甚至可能造成堵塞的現(xiàn)象，將嚴(yán)重縮減輥套的使用壽命，一旦其冷卻效果差，可以采用酸對其污垢進(jìn)行清洗。

結(jié)語

可以說鑄軋輥是鋁帶鑄軋機(jī)最重要的部件，如果此部件出現(xiàn)問題，那么其制造出的產(chǎn)品也會出現(xiàn)問題，另外，鑄軋輥的成本非常昂貴，所以，有必要對其組成部分輥套與輥芯的選擇，結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計、加工制造、裝配以及使用進(jìn)行分析探討，希望對鋁加工廠的生產(chǎn)與加工有借鑒作用。

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