高速钢铸造轧辊生产工艺及建锋超硬刀具BN-S20牌号如何加工

 
目前人们所称的高速钢轧辊均为高碳高速钢复合轧辊，以成为现代轧钢生产发展的重要组成部分。高速钢轧辊自1988年首次在日本的热轧带钢轧机上成功应用以来，经过20年的发展，已在世界各国的轧机上获得了广泛的应用。目前，铸造高速钢轧辊不仅广泛应用于冷、热轧带钢热连轧机精轧机架，也广泛应用于线棒材轧机精轧机架，同时在型材轧机、管材轧机、扁带材轧机上也得到了很好的应用。
以下就具体介绍一下合金元素在高速钢轧辊中的应用及高速钢轧辊的加工工艺。
一、高速钢轧辊的特点
高速钢轧辊是问世时间最短、发展最快且应用前景最广的热轧辊材料。高速钢又名风钢或锋钢，意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化，并且很锋利。它是一种成分复杂的合金钢，含有钨、钼、铬、钒等碳化物形成元素。合金元素总量达10%~25%左右。其特点是：（1）碳化物硬度高。2）热稳定性好。3）使用中易形成氧化膜。4）淬透性好。5）优良的强韧性。6）良好的抗热裂性。7）良好的耐磨性。
二、合金元素在高速钢轧辊中的作用
1）碳（C）：高速钢轧辊与普通高速钢相比碳含量较高，根据不同成分配比在1.4%-3.5%之间（碳含量应根据强碳化物形成元素的含量确定）。
2）钒（V）：钒能形成碳化物Vc，回火时Vc弥散析出，形成二次硬化，可以提高工件的冲击韧性，硬度和耐磨性。一般控制在2.5%-4.0%。
3）铌（Nb）：铌比钒更贵，铌和钒综合作用会获得回火后更好的二次硬化效果。铌和钒的总量应控制在3%-6%。
4）铬（Cr）：高速钢轧辊的淬透性主要靠铬，铬还可以调节基体的碳平衡，能提高抗氧化退碳和抗腐蚀能力。但铬含量过高会在回火时形成不稳定碳化物，降低热稳定性和红硬性。
5）钨（Wu）：钨是促进高速钢抗回火性和红硬性的首选元素。钨还有一定的抗氧化性，如钨含量过高会降低耐磨性，故综合考虑钨含量应低于5%。
6）钼（Mu）：钼和钨的性能是一样的，钼的密度比钨低，在一定程度上可消除偏析现象。一般含量控制在4.5%-6.5%。
7）还有镍（Ni）含量控制在2%以下可改善高速钢轧辊的力学性能。硅（Si）含量控制在0.2%-1.0%。锰（Mn）行亮控制在0.3%-1.0%之间。硫（S）和磷（P）含量控制在0.3%以下，并且可根据设计在高速钢轧辊中加入少量的铝（Al），可增加高速钢轧辊的脱碳敏感性。
三、高速钢轧辊的生产工艺
（1）高速钢轧辊的铸造工艺
高速钢轧辊的铸造工艺有离心铸造法，连续浇注外层成形法（CPC），电渣重熔法（ESR），液态金属电渣熔接法（ESSLM），目前常见的铸造方法为离心铸造法，其优点在于：不仅可以减少了换辊次数，延长了轧制时间，降低了成本，而且提高了轧材表面质量，增加了产品市场竞争力，突出了铸造高速钢复合轧辊的优势。
（2）高速钢轧辊的热处理工艺
1）退火：
①目的：在高速钢轧辊浇铸成形之后。为的是消除可能引起开裂的硬度高的不平衡组织及内应力以及便于机械加工。
②温度的控制：退火加热温度及等温温度与通用的高速钢等温退火基本相同。加工温度和冷却温度要慢：是为了防止退火时发生开裂，和防止在等温后的的领取额过程中产生新的内应力。
2）淬火：
①目的：提高高速钢轧辊的表面硬度和使用性能。淬火在机械加工后进行。
②温度的控制：淬火加热温度的确定与一般高速钢淬火基本相同,因为轧辊尺寸比较大,故淬火加热温度可适当降低。加热时必须采取措施防止脱碳。在500e以下,加热速度要慢一些,500e以上应快加热。炉温到温后可以保温一段时间再出炉,也可以在轧辊表面温度达到淬火温度时立即出炉,即进行所谓差温淬火。淬火冷却应采取喷水冷,500e以上应尽可能快冷,500e以下应慢冷。冷至200e左右立即入炉回火
3）回火：
回火温度与一般高速钢回火相同,亦为550~560e，回火加热与冷却速度应较慢以防止开裂,回火次数为3~4次（根据生产实际情况按以上原则确定热处理工艺）。
四、高速钢轧辊的机械加工工艺
高速钢轧辊属于热轧钢，硬度一般在HRC45-62，首先进行粗加工，留3mm左右的余量，之后精加工完成图纸要求和表面粗糙度的要求，如表面粗糙度要求高，可精加工留0.2-0.5mm的余量磨削。
由于高速钢轧辊的硬度高，并且属于铸造成型，工件表面很可能出现铸造缺陷（高低不平，硬质点，气孔，夹砂等）。在加工过程中选择的刀具材料很重要。目前，立方氮化硼刀片是加工黑色领域中效果最好的刀具材料。其中国内加工高速钢轧辊的刀具非建锋超硬刀具BN-S20牌号莫属。
建锋超硬，我国超硬刀具国产化第一品牌，专业硬材料加工工具的领导者，其刀具方案可全方位、高效的完成硬材料加工行业领域的各种零部件的车削、铣削等一系列加工。目前被广泛应用于高硬度材料，热处理后的高硬度工件，和其他难切削材料的零件领域。秉承“不求大而全，只做高精专”的经营理念，拥有被众多客户所信赖的刀具牌号。
建锋超硬立方氮化硼刀片BN-S20牌号的优点在于它属于非金属粘合剂立方氮化硼刀片，提高了刀具韧性，不仅硬度高，耐磨性好，而且抗冲击性强，尤其加工大型高速钢轧辊时，遇到工件表面不规整或夹砂，气孔等缺陷正常加工，不需将工件表面磨平。并且可大余量粗车高速钢轧辊，保证图纸要求。
下面就简单介绍一下建锋超硬立方氮化硼刀片BN-S20牌号车削加工高速钢轧辊的案例。
五、建锋超硬立方氮化硼刀片BN-S20牌号车削加工高速钢轧辊的案例（如下图）
六、总结
随着轧制机厂对轧辊的使用性能要求的提高，越来越多的高硬度高质量高性能的轧辊出现在机械加工车间，机械加工厂为了保证公司的整体效益不断的寻找耐磨耐冲击的刀具材料，这对刀具行业来说是一个很好的机遇，只要研制出高质量高效率耐磨耐冲击的刀具材料或刀具牌号，不仅可以占据刀具行业，为公司获得利益，而且还推动了机械制造业的发展。