硬質合金鋼連接工藝
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- 分類:鎢的知識
- 發佈於:2016-05-03, 週二 15:55
- 作者 xiaobin
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隨著科學技術的飛速發展,軋製技術領域的相應需求也在不斷增大。軋輥是軋鋼廠軋鋼機上的重要零件,利用一對或一組軋輥滾動時產生的壓力來軋碾鋼材。它主要承受軋製時的動靜載荷,磨損和溫度變化的影響。軋輥硬度檢測常用的肖氏和裏氏硬度檢測,二者均為反彈式硬度檢測,表面淬火硬度為HS45-105。採用單一材料製成的壓輥已經難以滿足如今日益變化的軋製需求,若採用鍍層工藝,雖然能夠保證達到規定的性能要求,但是鍍層與基體的結合強度以及熱膨脹係數等參數存在一定的匹配問題且造價較高,一直得不到很好的推廣。而採用複合結構的複合型壓輥,組織均勻,結構緻密且軋製性能穩定,已經成為了國內外許多相關研究人員的研究熱點之一。採用硬質合金鋼連接工藝製成的硬質合金複合型軋輥,一方面既發揮了硬質合金的高硬度、高緻密性、良好的耐磨耐蝕性以及低的熱膨脹係數,另一方面又充分利用了鋼材的強韌性,使得硬質合金複合軋輥能夠適應大多數軋製行業的使用需求。
理論上說,不同材料的連接通常難於同種材料的連接。這是由於不同材料的連接品質不僅會受到材料本身理化性能的性能的影響,其更大程度上還取決於兩種材料性能的匹配與否。硬質合金是由高硬度的難熔金屬碳化物為基體,加入粘結相金屬並通過粉末冶金的方法製成的合金材料,在力學性能、機械性能等方面與常用鋼鐵材料(鑄鐵、鑄鋼、碳素鋼等)存在一定的差別。尤其是兩者在線膨脹係數上的差異是直接影響連接性能的關鍵因素,其容易在接頭處產生內應力。若該應力超過了硬質合金的抗拉強度,則會導致硬質合金開裂。另外,硬質合金材料的特殊性,通常採用的方法有熱裝法、鑄造法、熱等靜壓法、焊接法以及膠結法,其中的WC複合鑄造和釺焊過程對鐵水和釺料的潤濕性較差。
熱裝法是利用內層的過盈量,以熱裝的方式將內外層固定在一起。該工藝要求硬質合金外環必須具有一定的厚度,以避免內環在張力的作用下開裂。因此該工藝最大的缺陷就在於對硬質合金的損耗較大,無法節約成本。而膠結法,顧名思義就是採用環氧樹脂等高分子粘合劑將內外環粘結在一起。但是由於膠黏劑的理化性質限制,使得通過該工藝所製備的複合軋輥無法在高溫高壓的環境下使用,在交變應力與機械應力的共同作用下,極其容易發生表面開裂的現象。
因此,目前主要使用的三種方法是鑄造法、熱等靜壓法以及焊接法。鑄造法是在硬質合金外環上預鍍一層金屬作為過渡層,採用澆鑄的方法將鑄鐵與硬質合金外環結合成複合軋輥。其中的鑄焊工藝和CIC鑄入式工藝是兩種應用較多的方法:鑄焊工藝是將硬質合金的表面清理乾淨並塗覆一層低熔點釺料,在鑄型型腔中利用液態金屬的熱量使硬質合金表面的低熔點合金熔化,形成的過渡層將硬質合金和鑄鐵緊密結合;CIC鑄入式硬質合金則是將硬質合金環與球墨鑄鐵澆鑄在一起形成堅固的冶金連接,這樣一來可以分散硬質合金上的應力分佈,具有高硬度和優良耐磨性的硬質合金外環承受純軋製力,韌性好的球墨鑄鐵通過與硬質合金外環的良好連接進行軋製力矩的傳遞。但是鑄造法也存在一定的技術上的問題,如澆鑄過程難以得到精確控制,這樣一來會造成複合軋輥的品質穩定性得不到保證。
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