[实用新型]一种新型辊轴铸造成型模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型辊轴铸造成型模具。

背景技术

辊轴类零件广泛用于冶金、矿山、电力、石化、建材、机械等领域，是压延变形、破碎、粉磨和支承、输送、导向等装备的大宗易耗关键部件，年消耗500多万吨，价值1000多亿元。轴类零件是设备支撑和传递动力的关键部件，使用面广量大，年消耗价值几千亿元。如此大的报废量无论从企业的生产成本，还是从我国的能源和资源消耗方面来看都是一项巨大的浪费，对环境和资源造成巨大压力。因此，提高辊轴部件质量和使用寿命对我国实施节能减排、降低资源和能源消耗，减少环境污染，促进循环经济发展战略具有重要的意义！

轧辊是钢材之母，没有轧辊何以成材。轧辊是金属压延变形的工具，是轧钢设备上的重要零件，工作时利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材，它主要承受轧制时的动静载荷，磨损和急冷急热温度变化的影响，因此轧钢工业要求轧辊应具有高强度、高韧性、高硬度、高耐磨性和高的热疲劳抗力和抗粘钢性。轧辊作为轧机的关键部件直接决定着生产工艺的合理性和产品的经济性，其质量不仅关系到轧钢成本和轧机生产作业率，还在很大程度上影响轧材质量。

粉磨装备广泛应用于水泥、电力、冶金、化工、矿山、钢铁、火电、煤炭和非金属矿等行业，每年粉磨千余种物料，如石英、石膏、尿素、铁合金、煤、矿渣、陶瓷、玻璃等，粉磨量1000多亿吨，而磨辊又是粉磨设备的的关键部件和主要磨损零件，其质量的优劣，特别是耐磨性能直接影响到制粉的作业率、制粉质量、磨辊消耗和生产成本。目前我国年消耗各种磨辊100多万吨，各种类型磨辊市场超过150亿元 。

大型整体铸造轧辊和磨辊的铸造技术，近几十年来由最早生产时的砂箱造型，在沿辊身高度放置暗冷铁进行铸造，到今天的生产铸钢辊子时整体冷型挂砂，冷型挂砂厚度控制在20～40mm。冷型挂砂的厚度会影响型砂和涂料的导热性，并且直接影响钢水浇注后的凝固速度，径向的温度梯度和化学成分偏析，对轧辊辊身表面致密层柱状晶厚度影响很大，冷型挂砂越薄轧辊辊身表面致密层柱状晶越厚，化学成分偏析越小，轧辊使用性能越好，而生产整体合金铸铁轧辊时，则采用金属冷型铸造工艺制造，生产复合轧辊时则采用离心铸造工艺制造。采用金属型代替砂型铸造轧辊或磨辊等各种辊类产品，是铸造技术上的一大进步。金属型铸造轧辊技术是将冶炼好的铁水浇进事先准备好的铸型中，任其自然冷却到常温后，脱模取出产品进行机加工，其特点是生产铸件的质量稳定、尺寸精度较高（一般为CT7-9 级）、铸造加工余量较小、可以比砂型铸造节约15%～30% 的液态金属消耗。但是，金属型铸造由于冷却速度缓慢，在共析转变时，奥氏体全部转变成粗片状珠光体，力学性能低下，为了提高力学性能，不得不加入价格昂贵的镍、铬、钼等合金调整化学成分，造成成本高。而且其金属型铸型材质大多为灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、铸钢、耐热钢等金属材料。在工作中，金属型多次反复承受高温铁液冲击，常因热疲劳产生龟裂而破坏，寿命较低。个别厂家采用锻钢作为轧辊金属型材质，虽然使用寿命比灰铸铁件高，但制造成本大为增加，且锻钢冷型长期使用容易变形。由于金属型在恶劣工况下工作，加之材料本身的限制，导致其使用寿命短，一般仅在30～50次就因表面龟裂而报废，而且金属型制造需要大型镗床等设备加工，造价高，周期长，从而影响了产品生产和经济效益。

轧辊是轧机的主要变形工具，由于轧辊自身材质的问题及其所处的恶劣工作环境，导致轧辊经常发生失效乃至报废。如：轧辊的过快磨损、表面粗糙化( 桔皮状)、格坑、勒痕、开裂和剥落等。但归纳起来，不外三个方面的问题：一是耐磨性( 包括耐粗糙性) 的高低，二是有硬度层的深浅，三是抗裂能力( 包括抗剥落性) 的大小。因此，为了提高轧辊的使用寿命，首先轧辊必须具有较高耐磨性的合适的材质，其二轧辊表面的硬度要硬，并要具有较深的硬度层深度，且轧辊端面硬度落差小（最好控制在＜2HSD），其三轧辊表面又必须具有高的抗冷热疲劳性和耐裂性。然而，用现有技术制造出的轧辊很难满足上述要求。因此，有必要对现有的轧辊材质及制造工艺进行改进。