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4)液态金属电渣熔接法(ESSLM)。1996年,乌克兰ELMET轧辊公司开发了液态金属电渣熔接法制造高速钢复合轧辊新工艺,它是在CPC法的基础上加上电渣净化的一种新的轧辊制造方法。用ESSLM法制造轧辊时,其外层是在特殊设计的导电水冷铜结晶器中凝固形成的,结晶器不仅使浇入的外层钢水凝固,同时也作为电渣过程中非自耗电极。复合过程开始时,先将作为高速钢轧辊芯部的芯轴插入结晶器中,并与其同轴。轴的外表面和结晶器的内

表面的间隙决定轧辊外层厚度。然后将在另外的熔化装置中熔化的渣液浇入结晶器和芯轴的间隙中,渣液形成渣池,它的热量将芯轴表面预热。然后再浇入外层高速钢水,可连续浇入,也可按预先设定的程序浇入。钢水将熔渣上浮,同时在通过渣池时被渣精炼。




实验材料为含钒、铌的高速钢,其化学成分(质量分数,%)为:3.0V,2.0Nb,3.0W,3.0Mo,5.0Cr,0.8C。试样是在真空条件下用感应炉熔炼,然后在卧式离心机上采用内衬树脂砂的金属模离心铸造φ120mm×140和φ80mm×140mm的试件。铸态试件用线切割机切割成小块的条状试样。将条状试样在不同温度(950、1000、1050、1100、1150和1200℃)下保温1h后油淬,冷却至室温。淬火后的试样分别进行不同温度(500、520、540、575和600℃)保温2h的二次回火试验。

轧辊用高速钢中加入V、Nb元素后,可促进颗粒状碳化物MC的生成,改善碳化物的形状、大小和分布。当V、Nb含量较少时,弥散颗粒状碳化物的数量较少,菊花状碳化物大量生成;当V、Nb含量达到5%左右时,生成的弥散颗粒状碳化物较多,




应用粉末冶金技术中喷雾制粒与热等静压的配合工艺,生产的高速钢较之传统方法生产的钢材具有许多优点,如优良的机加工性能、韧性、硬度和热处理后的形状稳定性。应用HIP工艺生产的高速钢轧辊,与相同成分的铸造高速钢轧辊相比,碳化物更细小、均匀,而碳化物的形貌及分布对轧辊的热疲劳性能、抗剥落性能及韧性起决定性作用,因此HIP高速钢轧辊的综合性能明显优于铸造轧辊。此外,为了进一步提高耐磨性,HIP高速钢轧辊可采用更高的含碳量和合金含量,仍保持良好的碳化物形貌。用HIP工艺生产高速钢轧辊时,一般是用铸、锻钢材料制成辊芯,在辊芯外填充好辊身外层所用的高速钢粉末,抽真空后在1000℃以上高温和100 MPa以上压力下烧结成轧辊。由于HIP工艺设备需要耐高压,受设备限制,HIP工艺还只能生产小直径的高速钢轧辊。


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