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离心铸造高速钢轧辊制造技术研究

张子义  
【摘要】:优化设计了高钨、钒高碳高速钢轧辊材料;针对离心铸造高速钢轧辊制造问题,对高速钢轧辊的变质处理和热处理技术进行了深入研究;采用模式识别的偏最小二乘法(PLS)与反传人工神经网络算法(BPN)相结合,在MATLAB平台上开发了复合轧辊热处理保护工艺网络模型;制造出了性能优良的高速钢轧辊。 高速钢轧辊经钾—稀土复合变质处理后,不仅碳化物和基体组织明显细化,还出现共晶碳化物断网现象,产生了较多的小块状和颗粒状碳化物。复合变质高速钢轧辊加热到1050℃时,碳化物网状组织全部消失,大部分碳化物变成了球状组织。变质处理可以明显改善高速钢轧辊力学性能和耐磨性,提高导热性,降低热膨胀系数。 高速钢轧辊热处理工艺不同于普通高速工具钢,经1025~1075℃喷雾淬火和500~550℃回火,具有良好的力学性能和耐磨性,高速钢轧辊经两次回火可以满足要求,三次回火后,硬度反而降低。 采用控制轧辊内层冷却技术,在热处理条件下,可获得内外层组织和性能呈梯度分布的高速钢复合轧辊。采用PLS—BPN算法,对保温板厚度、保温板导热系数、保温涂料厚度、保温涂料导热系数与轧辊内层硬度样本集的学习,建立了复合轧辊热处理保护工艺网络模型;用于预测离心铸造高速钢复合轧辊热处理时,保温材料参数对轧辊内层硬度的影响;模型具有较高的精度和很好的泛化能力,而且运算速度快,可方便的用于指导实际生产。 研制出的高速钢轧辊硬度超过66HRC,淬硬层深度超过30mm,辊面硬度差小于1.5HRC,耐磨性优于高铬铸铁和高镍铬无限冷硬铸铁轧辊,接近硬质合金轧辊。


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