离心铸造大直径复合定径辊的开裂原因分析.pdf

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1、离心铸造大直径复合定径辊的开裂原因分析顾加峰，刘楠，赵伟(常州宝菱重工机械有限公司，江苏常州213019)摘要：从结构设计、生产特点和离心铸造过程等方面，对离心铸造大直径复合定径辊的开裂原因进行了分析，同时应用磁测法对离心铸造过程中产生的应力及其分布情况进行检测。根据分析结果，通过改善结构设计、规范操作过程和控制球化孕育质量，提高定径辊的内层强度，降低铸造应力，以解决该定径辊的开裂问题。关键词：定径辊；离心铸造；复合辊；开裂中图分类号：TG333．17；TG249．4文献标志码：B文章编号：1001—2311(2

2、014)02—0076—03AnalysisofCrackingofCentrifugally—castLarge—sizedCompositeSizingRollGUJiafeng，LIUNan，ZHAOWei(ChangzhouBaolingHeavy—dutyMachineryCo．，Ltd．，Changzhou213019，China)Abstract：Thecausesforcrackingofthelarge‘sizedcentrifugally-castcompositesizingrollarea

3、nalyzed，involvingsuchfactorsasstructuredesign，productioncharacteristicsandcentrifugalcastingprocess，etc．Andthestressasresultingfromthecentrifugalcastingprocessandthedistributionthereofaremeasuredwiththemagneticmeasurementmethod．Basedontheanalysisresult，itispr

4、oposedtosolvethecrackingproblemofthesaidsizingrollbymeansofimprovingstructuredesignoftheroll，regulatingtherolloperationprocedure，controlqualityofsphero—idizationandinoculation，enhancingtherollinnerlayerstrength，andreducingcastingstress．Keywords：sizingroll；cen

5、trifugalcasting；compositeroll；cracking常州宝菱重工机械有限公司(简称宝菱重工)为1开裂原因分析国内某大型PQF连轧管机组的定径机提供了离心铸1．1产品结构设计造大直径复合轧辊，定径辊外形尺寸为@750mmX离心铸造大直径复合定径辊在理论设计时，要420mm，内孔直径190mm，结构如图1所示。该求工作层半径R为225mm，除去工作层和过渡层定径辊采用卧式离心机生产，两次浇铸成型，其工(工作层与内层的融合层)，内层厚度仅为40mm，作层材质为Ni—Cr—Mo合金球墨铸铁，内层使

6、用普造成工作层厚度与内层厚度比值偏大。由于定径辊通球墨铸铁，化学成分见表1。定径辊在从毛坯到工作层和内层为两次浇铸，在铸造凝固后期先凝固粗加工的制造过程中，易发生轴向开裂，一分为的有效工作层就对内层产生较大拉应力。二。轧辊的异常开裂不仅影响生产进度，也给生产1_2定径辊的生产特点和过程控制带来安全隐患。本文将对离心铸造大直径复合定径(1)由于该定径辊采用离心复合法浇铸，工作辊的开裂原因作全面分析，找出开裂原因并加以改层使用Ni—Cr—Mo合金球墨铸铁，内层使用普通球进，以提高生产效率，降低废品损失。墨铸铁，在内层

7、浇铸后的冷却过程中，因材质差异使固态相变及合金收缩系数不同，内层球墨铸铁在顾加峰(1982一)，男，工程师，主要从事轧辊生产技凝固后期的石墨化膨胀对先凝固的外层产生张力，术及材料研究工作。加大了内层拉应力⋯。STEELPIPEApr．2014，Vo1．43，No．2钢管2014年4月第43卷第2期771一硬度梯度检测位置2一应力分布检测位置3一金相检测取样位置图2开裂定径辊检测取样位置示意图l离心铸造大直径复合定径辊结构示意表l离心铸造大直径复合定径辊化学成分(质量分数)％(a)工作层(2)该定径辊T作层为金属型

8、冷却，浇铸前金属型温度偏低，铁水过冷度较大，铁水通过冷型激冷形成较深的冷硬层，脆性较大，增加了定径辊脆性断裂倾向。(3)定径辊浇铸完成停机后，未及时采取保护措施，使定径辊未能缓慢均匀冷却，造成其外围与(b)内层芯部温差过大，形成热应力。图3开裂定径辊的球化等级1．3球化孕育效果分析对开裂定径辊端面工作层和内层部位分别作金相检测，检测取样位置如图2所示，按GB／T9441—