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[摘 要]本文介绍高速钢轧辊的特点，对加工和使用过程中的问题进行了详细介绍，高速钢轧辊的推广应用大幅降低停机时间，降低消耗，为节能减排做出贡献。同时降低职工劳动强度高，减少人身安全事故发生。
[关键词]高速钢 轧辊 加工 使用
中图分类号：P558 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）07-0249-01
1 高速钢轧辊的特点
高速钢一般定义为高速切削时具有保持硬度能力的工具钢。高速钢轧辊的自身的性能特点主要通过耐磨性、抗表面粗糙性、抗裂纹和剥落性能三方面得以体现。高速钢轧辊与常用的其他轧辊（如无限冷硬铸铁轧辊、半钢轧辊、高铬铸铁轧辊等）相比，具有以下特性：①碳化物硬度高。以往使用的轧辊，基体上分布的多为M3C型或M7C3，型碳化物，硬度低。高速钢轧辊基体上分布着高硬度M6C和MC型碳化物；②热稳定性好。高速钢轧辊中含有较多的钨、钼、铬、钒等元素，具有较好的热稳定性，在600℃仍保持有HV 500；③淬透性好。在高速钢轧辊的工作层50mm范围内，从辊表面到芯部的硬度降小于HS3；④良好的抗热裂性。高速钢中MC型碳化物孤立分布于基体，裂纹不易扩展，具有良好的抗热裂性；⑤使用中易形成氧化膜。高速钢轧辊使用中易生成致密的氧化膜，降低钢与轧辊表面的摩擦，防止轧辊粘钢；⑥换辊周期明显延长。高速钢轧辊的碳化物组织细小、弥散程度高，具有很好的耐磨性、红硬性和抗事故性，换辊周期明显延长。
2 多线切分成品架次轧辊的选择
成品架次（K1）要求产品表面质量、负差度和线差稳定，因此要求轧辊耐磨性、辊身表面硬度均匀，硬度落差小。
高镍铬针状贝氏体球墨铸铁轧辊，这种轧辊的缺点硬度梯度落差大，软硬不匀，耐磨性差，其单组槽过钢量根据轧制规格和工艺条件不同，一般只有200—400吨/组槽，这就意味着一个班（8小时）产量1000吨左右的棒材生产线每班要更换3—5次轧槽，并且轧制过程中由于轧槽的快速磨损，料型尺寸总在不断的波动，造成累计的换辊换槽时间长、轧机调整频繁，负差度低并且不稳定，性价比不合适。
碳化钨组合轧辊由于价格昂贵，轧辊生产使用中如发生异常损坏，与其他材质轧辊相比，造成的损失和风险更大。
加硼合金钢轧辊由于辊身表面存在硬度不均匀，达不到表面质量、负差度和线差稳定的要求。
高速钢轧辊的特点具有较好的热稳定性和红硬性，在轧制温度下具有较高的硬度和较好的耐磨性，另外在使用过程中，辊面能够形成附着力强而致密的氧化膜，这种均匀而致密的氧化膜长时间存在而不脱落，使得高速钢轧辊耐磨性得到进一步提高；高速钢轧辊具有良好的淬透性和淬硬性，从辊身表面到工作层内部硬度几乎不降，从而确保轧辊从外到内具有同等良好的耐磨性，单组槽过钢量一般1500-2000吨，性价比合适。高速钢轧辊是多线切分成品架次最佳选择。
3 高速轧辊加工
高速钢轧辊的推广应用，大大提高了作业率、负差度和钢材表面质量，产生了显著的综合效益。但其本身的高硬度、高耐磨性、高红硬性等特点，造成其加工困难，制约了其推广应用近年来对高速钢轧辊孔型加工工艺和加工刀具进行了摸索和试验。
3.1 机床精度全面校核
3.1.1 保证机床加工系统的钢性
目前我厂轧辊车床为WDK400和CA8450、CK8450，轧辊铣床为XK500C和XK9350FA，机床本身钢性很高，加工能力没有问题。特别注意的是轧辊装卡和刀具夹装系统的钢性。最好的轧辊装卡方式应为双顶加四爪卡盘直接夹紧轧辊传动端，而不能和加工球墨铸铁轧辊一样采用整体式内孔扁头套筒，因其内孔较大不能与轧辊扁头锁紧，加工时辊身弹动造成刀具崩刃碎裂，机床找正轧辊径跳<0.03mm，卡盘必须卡紧床头床尾顶尖与轧辊接触面积不得低于90%。
3.1.2 刀具夹装系统的钢性重点关注
车床刀杆的选用40Cr锻或42CrMo锻，刀头探出距离在保证不干涉情况下取最短，要直接压紧在刀台或刀架上，不要附加其他装置间接压紧，造成钢性不足，刀具易崩刃。铣床刀杆35CrMoTi，铣床刀杆使用前要逐根仔细测量，铣刀孔和顶刀杆孔的偏差<0.02mm，如偏量过多，刀头和刀杆极易非正常断裂，顶刀杆的角度（90°-β）要准确，偏差<5°。外皮刀头、数控刀头、铣刀头与刀杆的接触面积不得低于90%。
3.1.3 车床精度
数控车床主轴和尾座端跳值<0.01mm、径跳值<0.015mm；
X轴径向（刀架）定位<0.015mm，重复定位<0.01mm，反向间隙定位<0.02mm；
Z轴（轴向）定位<0.02mm，重复定位<0.015mm，反向间隙定位<0.03mm；
床头与尾座同轴度0.02—0.06，尾座比床头要高。
3.1.4 铣床精度
铣床床头箱蜗轮蜗杆的间隙<0.05mm，铣床刀杆的轴承间隙<0.01mm，刀杆径跳<0.02mm。
3.2 加工刀具的选择
外皮刀
样板刀
数控刀片
铣刀头
CBN，MBN3500， 规格R10.5
焊接CBN，牌号SB95，规格R5.5
或者废 CBN R4.76 PCBN R4.76
CBN R4.76 PCBN R4.76
090400
CBN-N60Z
GR10.2
4 高速钢轧辊使用
4.1 冷却水的要求
主管直径Φ150，水温为35一45℃，pH值为6.8一7.2，末端水压为0.4一0.6MPA，单机架冷却水量70-100m3/h；
4.2 轧辊装配中特殊要求
所有吊运过程要慢，放置要轻。在装配、拆卸过程中严禁硬物撞击轧辊。轧辊吊运，只能一只一吊，不得二只一吊，以免碰撞损坏。如轧辊暂不轧时，轧辊放置不能叠放，应存放在专用辊架上。
4.3 轧辊使用中的要求
高速钢轧辊使用中重点在于冷却水的使用、检查。
4.3.1 过钢前检查项目
检查轧辊的安装正确、可靠；检查导轮、卫板安装正确、可靠，无摩擦轧辊；检查供水管路上的开关阀门必须确认开启；各冷却装置固定牢靠，无松动、脱落、损坏等现象；各喷嘴出口及喷淋水箱出口水流需正对过钢轧槽，无偏斜、无错位；各喷嘴出口及喷淋水箱出口水流喷射均匀，无堵塞现象；特别是北方冬季，当环境温度降到摄氏一10℃以下时，应加强运行监护，轧辊在冷状态开轧时过钢频率不宜过快，让轧辊有一个缓慢温升的过程，经测试，停止过钢后，轧槽表面温度与环境温度差控制在15℃以内为宜。对以上情况检查完毕，冷却水出水情况确认无误后才能过钢。
4.3.2 发生故障时的应急处理
轧制中发生废钢、堆钢等事故时，应再通水1～3分钟再行断水，防止轧辊过热损坏，处理废钢时割把火焰不得接触轧辊。当发现轧辊表面失水后，应立即将该轧辊停机、下线进行自然空冷，不得继续供水冷却，防止轧辊横裂。
4.3.3 单槽轧制吨位不能过度高于所规定的吨数，否则表面的微裂纹会造成轧槽裂纹。
4.4 轧辊返修中的要求
确保轧槽边部、底部裂纹全部车削掉，尤其槽口处不得有黑皮、细小裂纹；
槽口圆角必须按图纸要求数控车床加工。
轧槽铣肋必须保证末端间隙，避免形成“缺口效应”，导致轧槽出现细丝状掉肉，或者形成周期性掉块。
5.结语
高速钢轧辊的推广应用大幅降低停机时间，提高产量，降低消耗，负差度提高，为节能减排做了一定工作。同时降低职工劳动强度高，减少人身安全事故发生，具有很大推广意义。
作者简介
卢永清（1974-），男，河北承德人，工程师。
[关键词]高速钢 轧辊 加工 使用
中图分类号：P558 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）07-0249-01
1 高速钢轧辊的特点
高速钢一般定义为高速切削时具有保持硬度能力的工具钢。高速钢轧辊的自身的性能特点主要通过耐磨性、抗表面粗糙性、抗裂纹和剥落性能三方面得以体现。高速钢轧辊与常用的其他轧辊（如无限冷硬铸铁轧辊、半钢轧辊、高铬铸铁轧辊等）相比，具有以下特性：①碳化物硬度高。以往使用的轧辊，基体上分布的多为M3C型或M7C3，型碳化物，硬度低。高速钢轧辊基体上分布着高硬度M6C和MC型碳化物；②热稳定性好。高速钢轧辊中含有较多的钨、钼、铬、钒等元素，具有较好的热稳定性，在600℃仍保持有HV 500；③淬透性好。在高速钢轧辊的工作层50mm范围内，从辊表面到芯部的硬度降小于HS3；④良好的抗热裂性。高速钢中MC型碳化物孤立分布于基体，裂纹不易扩展，具有良好的抗热裂性；⑤使用中易形成氧化膜。高速钢轧辊使用中易生成致密的氧化膜，降低钢与轧辊表面的摩擦，防止轧辊粘钢；⑥换辊周期明显延长。高速钢轧辊的碳化物组织细小、弥散程度高，具有很好的耐磨性、红硬性和抗事故性，换辊周期明显延长。
2 多线切分成品架次轧辊的选择
成品架次（K1）要求产品表面质量、负差度和线差稳定，因此要求轧辊耐磨性、辊身表面硬度均匀，硬度落差小。
高镍铬针状贝氏体球墨铸铁轧辊，这种轧辊的缺点硬度梯度落差大，软硬不匀，耐磨性差，其单组槽过钢量根据轧制规格和工艺条件不同，一般只有200—400吨/组槽，这就意味着一个班（8小时）产量1000吨左右的棒材生产线每班要更换3—5次轧槽，并且轧制过程中由于轧槽的快速磨损，料型尺寸总在不断的波动，造成累计的换辊换槽时间长、轧机调整频繁，负差度低并且不稳定，性价比不合适。
碳化钨组合轧辊由于价格昂贵，轧辊生产使用中如发生异常损坏，与其他材质轧辊相比，造成的损失和风险更大。
加硼合金钢轧辊由于辊身表面存在硬度不均匀，达不到表面质量、负差度和线差稳定的要求。
高速钢轧辊的特点具有较好的热稳定性和红硬性，在轧制温度下具有较高的硬度和较好的耐磨性，另外在使用过程中，辊面能够形成附着力强而致密的氧化膜，这种均匀而致密的氧化膜长时间存在而不脱落，使得高速钢轧辊耐磨性得到进一步提高；高速钢轧辊具有良好的淬透性和淬硬性，从辊身表面到工作层内部硬度几乎不降，从而确保轧辊从外到内具有同等良好的耐磨性，单组槽过钢量一般1500-2000吨，性价比合适。高速钢轧辊是多线切分成品架次最佳选择。
3 高速轧辊加工
高速钢轧辊的推广应用，大大提高了作业率、负差度和钢材表面质量，产生了显著的综合效益。但其本身的高硬度、高耐磨性、高红硬性等特点，造成其加工困难，制约了其推广应用近年来对高速钢轧辊孔型加工工艺和加工刀具进行了摸索和试验。
3.1 机床精度全面校核
3.1.1 保证机床加工系统的钢性
目前我厂轧辊车床为WDK400和CA8450、CK8450，轧辊铣床为XK500C和XK9350FA，机床本身钢性很高，加工能力没有问题。特别注意的是轧辊装卡和刀具夹装系统的钢性。最好的轧辊装卡方式应为双顶加四爪卡盘直接夹紧轧辊传动端，而不能和加工球墨铸铁轧辊一样采用整体式内孔扁头套筒，因其内孔较大不能与轧辊扁头锁紧，加工时辊身弹动造成刀具崩刃碎裂，机床找正轧辊径跳<0.03mm，卡盘必须卡紧床头床尾顶尖与轧辊接触面积不得低于90%。
3.1.2 刀具夹装系统的钢性重点关注
车床刀杆的选用40Cr锻或42CrMo锻，刀头探出距离在保证不干涉情况下取最短，要直接压紧在刀台或刀架上，不要附加其他装置间接压紧，造成钢性不足，刀具易崩刃。铣床刀杆35CrMoTi，铣床刀杆使用前要逐根仔细测量，铣刀孔和顶刀杆孔的偏差<0.02mm，如偏量过多，刀头和刀杆极易非正常断裂，顶刀杆的角度（90°-β）要准确，偏差<5°。外皮刀头、数控刀头、铣刀头与刀杆的接触面积不得低于90%。
3.1.3 车床精度
数控车床主轴和尾座端跳值<0.01mm、径跳值<0.015mm；
X轴径向（刀架）定位<0.015mm，重复定位<0.01mm，反向间隙定位<0.02mm；
Z轴（轴向）定位<0.02mm，重复定位<0.015mm，反向间隙定位<0.03mm；
床头与尾座同轴度0.02—0.06，尾座比床头要高。
3.1.4 铣床精度
铣床床头箱蜗轮蜗杆的间隙<0.05mm，铣床刀杆的轴承间隙<0.01mm，刀杆径跳<0.02mm。
3.2 加工刀具的选择
外皮刀
样板刀
数控刀片
铣刀头
CBN，MBN3500， 规格R10.5
焊接CBN，牌号SB95，规格R5.5
或者废 CBN R4.76 PCBN R4.76
CBN R4.76 PCBN R4.76
090400
CBN-N60Z
GR10.2
4 高速钢轧辊使用
4.1 冷却水的要求
主管直径Φ150，水温为35一45℃，pH值为6.8一7.2，末端水压为0.4一0.6MPA，单机架冷却水量70-100m3/h；
4.2 轧辊装配中特殊要求
所有吊运过程要慢，放置要轻。在装配、拆卸过程中严禁硬物撞击轧辊。轧辊吊运，只能一只一吊，不得二只一吊，以免碰撞损坏。如轧辊暂不轧时，轧辊放置不能叠放，应存放在专用辊架上。
4.3 轧辊使用中的要求
高速钢轧辊使用中重点在于冷却水的使用、检查。
4.3.1 过钢前检查项目
检查轧辊的安装正确、可靠；检查导轮、卫板安装正确、可靠，无摩擦轧辊；检查供水管路上的开关阀门必须确认开启；各冷却装置固定牢靠，无松动、脱落、损坏等现象；各喷嘴出口及喷淋水箱出口水流需正对过钢轧槽，无偏斜、无错位；各喷嘴出口及喷淋水箱出口水流喷射均匀，无堵塞现象；特别是北方冬季，当环境温度降到摄氏一10℃以下时，应加强运行监护，轧辊在冷状态开轧时过钢频率不宜过快，让轧辊有一个缓慢温升的过程，经测试，停止过钢后，轧槽表面温度与环境温度差控制在15℃以内为宜。对以上情况检查完毕，冷却水出水情况确认无误后才能过钢。
4.3.2 发生故障时的应急处理
轧制中发生废钢、堆钢等事故时，应再通水1～3分钟再行断水，防止轧辊过热损坏，处理废钢时割把火焰不得接触轧辊。当发现轧辊表面失水后，应立即将该轧辊停机、下线进行自然空冷，不得继续供水冷却，防止轧辊横裂。
4.3.3 单槽轧制吨位不能过度高于所规定的吨数，否则表面的微裂纹会造成轧槽裂纹。
4.4 轧辊返修中的要求
确保轧槽边部、底部裂纹全部车削掉，尤其槽口处不得有黑皮、细小裂纹；
槽口圆角必须按图纸要求数控车床加工。
轧槽铣肋必须保证末端间隙，避免形成“缺口效应”，导致轧槽出现细丝状掉肉，或者形成周期性掉块。
5.结语
高速钢轧辊的推广应用大幅降低停机时间，提高产量，降低消耗，负差度提高，为节能减排做了一定工作。同时降低职工劳动强度高，减少人身安全事故发生，具有很大推广意义。
作者简介
卢永清（1974-），男，河北承德人，工程师。