高铬铸铁轧辊激光热处理后的 毕业设计说明书

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1、编号 本科生毕业论文高铬铸铁轧辊激光热处理后的组织与性能研究Effect of Laser Heat Treatment on Microstructure and Properties of High-chromium Cast Iron Roll学 生 姓名专 业机械设计制造及其自动化学 号指 导 教师学 院机电工程学院二一一年六月 毕业设计（论文）原创承诺书1本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）高铬铸铁轧辊激光热处理后的组织与性能研究，是认真学习理解学校的本科毕业设计（论文）工作条例后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。2本人在毕业设

2、计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。3在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。4本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。以上承诺的法律结果将完全由本人承担！作 者 签 名： 年 月日 - 1 -摘 要本文叙述了激光热处理的特点及发展现状，轧辊技术

3、国内外的发展状况，轧辊材料的分类，调查激光热处理在轧辊实际生产中的应用。采用CGJ-93型CO2激光器对高铬铸铁轧辊材质进行激光热处理，分别对激光热处理前后的金相组织进行观察和分析。测量激光热处理后的显微硬度，并画出显微硬度坐标分布曲线，根据显微硬度的增大，材质显微组织的变化以及各种组织的性能等，与激光加工前的组织进行比较，做出材质激光热处理后的耐磨性预测。关键词 ： 激光热处理 高铬铸铁 显微组织 硬度 耐磨性AbstractIn this article, it was described the trend of characteristic and the development of

4、 laser heat treatment technology and latest development of roller technology at home and abroad, it also described the classification of roller material. In addition, laser heat treatment process was applied to High-chrome cast iron roll surface by using CO2 continuous wave laser machine (Model: CGJ

5、-93). The result of microstructure before and after laser treatment was investigated by optical microscope. Micro-hardness profile laser treated was measured by using micro-vickers hardness equipment, and making the chart of micro-hardness through distance from surface to inner region. According to

6、the increasing of micro-hardness at the laser treated surface and the micro-structural changes, compare the micro-structural before laser processing, it can be predicted that resistant to wear will be improved after being laser heat treated.Key words: Laser heat treatment；High-chrome cast iron roll；

7、Micro-structure； Micro-vickers hardness；Resistance to wearII目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 引言11.2 激光技术的产生及发展11.2.1 激光技术的产生11.2.2 激光的特点11.2.3 激光技术的发展及未来展望21.3激光热处理的特点及发展现状31.3.1激光热处理技术的特点31.3.2激光热处理技术的发展现状31.3.3激光加工技术的发展趋势41.3.4激光热处理在工业上的应用及发展51.4 激光的工程实际应用61.5本论文研究的目的和内容7第2章 轧辊简介82.1 轧辊的发展历程82.2轧辊材料分类及

8、热处理工艺的发展趋势82.2.1 铸铁系轧辊的分类92.2.2铸钢系轧辊102.2.3 锻钢系轧辊112.3热轧辊材料研究进展122.3.1无限冷硬铸铁轧辊的发展122.3.2半钢轧辊的发展132.3.3高铬铸铁轧辊的发展132.3.4高铬铸铁轧辊热处理工艺及研究132.4我国轧辊制造与发展192.4.1我国轧辊行业的发展192.4.2 我国目前轧辊概况202.4.3我国轧辊未来发展趋势22第3章 实验内容、参数及理论分析253.1 基本原理253.2 实验步骤253.3 实验设备的选择及实验参数的设定25第4章 实验结果与分析264.1 材质成分264.1.1高铬铸铁化学成分分析264.1.

9、2 原始组织观察与定量分析274.2激光热处理前的金相组织观察结果274.3 不同扫描速度下的高铬铸铁激光热处理分析284.4 激光热处理后的金相组织观察结果294.5 激光热处理后的显微硬度324.6激光热处理后耐磨性预测344.7实验结果与讨论35第5章 结 论36参考文献37致 谢39IV长春理工大学本科毕业论文第1章 绪论1.1 引言轧辊的质量和使用寿命,直接关系到轧制生产的生产效率、产品质量及生产成本，如何提高轧辊的使用寿命,一直是轧辊制造业面临的重大问题。轧辊是轧钢生产中的主要消耗备件之一,轧辊质量不仅关系到轧钢生产成本和轧机生产作业率,还在很大程度上影响轧材质量。目前,我国轧辊的

10、生产、研究与使用水平,与发达国家相比,仍有相当大的差距。以2005年为例,我国共生产钢材3. 5亿吨超过全球钢产量的1/4,我国轧辊消耗为2. 6 kg/t钢,年消耗轧辊近90万吨,年消耗轧辊资金90亿元以上,而日本同期辊耗仅为1. 01. 4 kg/t钢。为了满足轧钢生产的实际需要,我国每年都需要花费大量的外汇进口轧辊,仅2005年进口优质轧辊1万吨以上,消耗外汇近1亿美元。如果我国的轧辊消耗能降低30% 40%,不仅能节省大量外汇,而且还可以节省大量的轧辊材料。轧辊的性能主要由制造方法、材料的成分和热处理工艺所决定。由于目前轧辊成分变化范围相当的宽，而且没有一个统一的标准，再加上技术方面的

11、原因，国内对热处理工艺很少有详细的报道，所以本文将重点放在给定化学成分的材质热处理工艺方面的研究，尤其是高铬铸铁在激光热处理后的性能研究，希望通过试验的方法，找到合理的热处理工艺方案。同时，对高铬铸铁钢轧辊中的碳化物类型进行研究，为以后的研究工作提供准确的参考依据。1.2 激光技术的产生及发展1.2.1 激光技术的产生激光是20世纪60年代出现的最重大科学技术成就之一，它的出现深化了人们对光的认识，扩大了光为人类服务的天地。激光是基于受激发射放大原理而产生的一种相干辐射。能够发射出激光的实际装置，称之为激光器，普通光由原子群中的原子无秩序地、个体自发发光产生，而激光的产生，则是控制了原子群，使

12、之集体化地，有组织有纪律地发光，就是说，激光是由原子群的集体化受激发光产生的。1.2.2 激光的特点激光具有以下特点：1.单色性纯：光的颜色很纯。可见光的激光谱线宽度可以小到千万分之一埃。白炽灯通过1 毫微米的干涉滤光片，透过光的波长为600 毫微米，谱线宽度为106 兆赫。而He- Ne 激光器发射激光的波长为633 毫微米。普通光束的光子简并度不大于10- 3，相当于“噪音束”，不可能传递大容量信息，只有高简并度的激光才具有可能实现真正光通讯的单色性。2.亮度高：从几何光学观点看，高光子简并度就是高亮度。激光焦点处的辐射亮度能比普通光高1081010倍。2 毫瓦He- Ne 激光器发射光束

13、直径能过2 毫米，发散角3×10- 4 弧度，其辐射亮度达到2×105W/cm2.sr。这束激光相当白炽灯的3 千倍，太阳光的100倍。3.方向性强，发散角小：激光的发散角为毫弧度量级，比普通光及微波的发散角要小2 3个数量级。月球到地面的距离远达384，000 公里，如果从地球上发射一束激光到月球表面上，光斑直径不超过2，000 米，如果用探照灯，其光斑直径就要有几千公里。4. 相干性好：从物理学观点看，高光子简并度就意味着相干性好。相干性有两种，即时间相干性和空间相干性。时间相干性是指不同时刻由同一点发出的光波之间的相干性。空间相干性是指由空间不同点发出的光波的相干性。

14、激光在较长的时间内保持恒定相位差，单色性又纯，所以干涉效应十分明显。1.2.3 激光技术的发展及未来展望激光从研究到实际应用可以分为五个阶段：1.探索阶段：实验室发现的揭示过程。2.萌芽阶段：探讨激光的效应，为制定有关研究方向提供依据。3.基础阶段：为系统的阐述和估价激光的应用打下基础。4.应用阶段：扩大品种，在一些方面付之实际应用。5.跟上科学技术的最新发展，推广应用。早在1916 年，生于德国的爱因斯坦发表了一篇并于辐射量子论的论文，其中就提到了受激辐射的理论，他为此于1921 年获得诺贝尔奖金。几十年后，不只一个国家的科学家对激光产生的可能性提出过预言。一直到1960 年美国休斯公司年青

15、的科学家梅曼做出了第一台激光器，一触即发，形成了世界性的激光研究热潮，四十几年来取得了许多重大的成绩。同时，激光器的发展，现在正在高潮，其发展趋势主要表现在以下几个方面：1.从实用角度看，主要发展小型化、实用化、高效率和价格便宜的激光器件。2. 从波长角度看，激光器正向长波长和短波长两面三刀端发展，如远红外激光器、紫外激光器和更短波长的X、激光器。3.从输出功率来看，大功率的激光器近年来不断出现，其中，钕玻璃激光器的最大脉冲峰值输出功率已达1013 瓦。气体CO2 激光器的连续输出功率已有400 千瓦的报导。4.从新类型激光器的角度看，首先是准分子激光器发展很快，这种激光器的波长范围很宽，功率

16、可以很大。核激励激光器是一种利用核能来激励工作物质从而产生激光的新型激光器，核激励激光器输出的巨大能量可能用于激光武器、核聚变、远距离能量传输等。 由于激光具在一系列优异的特性，因而在工业、农业、国防、医疗、天文、地理、科研尖端等各个方面得到了广泛的应用。由于它良好的方向性，使它在准直和导向方面已获普及应用：由于它的高亮度，使它在各种材料的加工中显示了巨大的威力，使在地球上制造小太阳似的热核聚变有了希望；由于安的相干性好，使全息照相术得到了实际的应用，使长度计量和干涉计量提高了精度。由于它的单色性纯，开创了激光光谱学的新领域，使定向和催化化学得到了突飞猛进。1.3激光热处理的特点及发展现状1.

17、3.1激光热处理技术的特点激光热处理是利用高功率密度的激光束对金属进行表面处理的方法，它可以对金属实现相变硬化（或称作表面淬火、表面非晶化、表面重熔淬火）、表面合金化等表面改性处理，产生用其大表面淬火达不到的表面成分、组织、性能的改变。经激光处理后，铸铁表面硬度可以达到HRC60度以上，中碳及高碳的碳钢，表面硬度可达HRC70度以上,从而提高起抗磨性,抗疲劳,耐腐蚀,抗氧化等性能,延长其使用寿命.激光热处理技术与其它热处理如高频淬火、渗碳、渗氮等传统工艺相比,具有以下特点: 1.无需使用外加材料,仅改变被处理材料表面的组织结构.处理后的改性层具有足够的厚度,可根据需要调整深浅一般可达0.1mm

18、0.8mm 。 2.处理层和基体结合强度高.激光表面处理的改性层和基体材料之间是致密的冶金结合,而且处理层表面是致密的冶金组织,具有较高的硬度和耐磨性。 3.被处理件变形极小，由于激光功率密度高，与零件的作用时间很短，故零件的热变形区和整体变化都很小。故适合于高精度零件处理，作为材料和零件的最后处理工序。4加工柔性好，适用面广。利用灵活的导光系统可随意将激光导向处理部分，从而可方便地处理深孔、内孔、盲孔和凹槽等，可进行选择性的局部处理。1.3.2激光热处理技术的发展现状目前已成熟的激光加工技术包括：激光快速成形技术、激光焊接技术、激光打孔技术、激光切割技术、激光打标技术、激光去重平衡技术、激光

19、蚀刻技术、激光微调技术、激光存储技术、激光划线技术、激光清洗技术、激光热处理和表面处理技术。激光热处理技术包括：激光相变硬化技术、激光包覆技术、激光表面合金化技术、激光退火技术、激光冲击硬化技术、激光强化电镀技术、激光上釉技术，这些技术对改变材料的机械性能、耐热性和耐腐蚀性等有重要作用。 激光相变硬化(即激光淬火)是激光热处理中研究最早、最多、进展最快、应用最广的一种新工艺, 适用于大多数材料和不同形状零件的不同部位,可提高零件的耐磨性和疲劳强度,国外一些工业部门将该技术作为保证产品质量的手段。激光表面合金化技术是材料表面局部改性处理的新方法, 是未来应用潜力最大的表面改性技术之一,适用于航空

20、、航天、兵器、核工业、 汽车制造业中需要改善耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能的零件。激光退火技术是半导体加工的一种新工艺,效果比常规热退火好得多。激光退火后, 杂质的替位率可达到98%99%, 可使多晶硅的电阻率降到普通加热退火的1/21/3, 还可大大提高集成电路的集成度, 使电路元件间的间隔缩小到0.5微米。激光冲击硬化技术能改善金属材料的机械性能, 可阻止裂纹的产生和扩展, 提高钢、铝、钛等合金的强度和硬度, 改善其抗疲劳性能。激光强化电镀技术可提高金属的沉积速度, 速度比无激光照射快1000倍, 对微型开关、精密仪器零件、微电子器件和大规模集成电路的生产和修补具有重大义意。使用该技术可使电镀

21、层的牢固度提高1001000倍。 激光加工的特点包括：高速加热、高速冷却、获得的组织细密、硬度高、耐磨性能好；淬火部位可获得大于400kgf/mm2的残余压应力，有助于提高疲劳性能；还可以进行局部选择性淬火，通过对多光斑尺寸的控制，更适合其它热处理方法无法胜任的管孔、深沟、微区、夹角和刀具刃口等局部区域的硬化；激光可以远距离传送，可以实现一台激光器多工作台同时使用，采用计算机编程实现对激光热处理工艺过程的控制和管理，实现生产过程的自动化。激光是本世纪的重大发明之一，具有巨大的技术潜力，专家们认为，现在是电子技术的全盛时期，其主角是计算机，下一代将是光技术时代，其主角是激光。激光因具有单色性、相

22、干性和平行性三大特点，特别适用于材料加工。激光加工是激光应用最有发展前途的领域，国外已开发出20多种激光加工技术。激光的空间控制性和时间控制性很好，对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大，特别适用于自动化加工。激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备，已成为企业实行适时生产的关键技术，为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。1.3.3激光加工技术的发展趋势数控化和综合化:把激光器与计算机数控技术、先进的光学系统以及高精度和自动化的工件定位相结合，形成研制和生产加工中心，已成为激光加工发展的一个重要趋势。小型化和组合化:国外已把激光切割和模具冲压两种加工方

23、法组合在一台机床上，制成激光冲床，它兼有激光切割的多功能性和冲压加工的高速高效的特点，可完成切割复杂外形、打孔、打标、划线等加工。 高频度和高可靠性:目前，国外YAG激光器的重复频度已达2000次/秒，二极管阵列泵浦的Nd：YAG激光器的平均维修时间已从原来的几百小时提高到12万小时。采用激元激光器进行金属加工，这是国外激光加工的一个新课题。激元激光器能发射出波长157纳米350纳米的紫外激光, 大多数金属对这种激光的反射率很低, 吸收率相应很高, 因此, 这种激光器在金属加工领域有很大的应用价值。1.3.4激光热处理在工业上的应用及发展由于激光热处理有相当明显的优点，解决了传统金属热处理不能

24、解决或不容易解决的技术难题，在国内外受到高度重视，激光热处理得到迅速的发展。大功率CO2激光器从70年代起发展很快，先进的工业国家大功率CO2激光器已产品化、系列化。我国从“七五”以后相继研制成功了千瓦级万瓦级大功率CO2多模激光器。随着大功率激光器的发展，用激光就可以实现各种形式的表面处理。它是引起材料组织结构变化的冶金过程，其加热时间在10-3s 10-7s的范围内，功率密度为每平方毫米大于0.1kw。它的应用极为广泛，几乎一切金属表面热处理都可以应用。目前应用比较多的有汽车、冶金、石油、重型机械、农业机械等存在严重磨损的机器行业，以及航天、航空等高技术产品。 激光热处理在汽车行业应用极为

25、广泛，在许多汽车关键件上，如：缸体、缸套、曲轴、凸轮轴、派启发、阀座、摇臂、铝活塞环槽等几乎都可以采用激光热处理。例如：美国通用汽车公司用十几台千瓦级CO2激光器，对换向器壳内壁局部硬化，日产3万套，提高工效四倍。我国采用大功率CO2激光器对汽车发动机进行缸孔强化处理，可延长发动机大修里程到15万公里以上，一台汽缸等于三台不经处理的汽缸。 激光热处理在大型机车制造业已被采用，大大提高了机车寿命，主要是机车大型曲轴的激光热处理和机车柴油机缸套和机车主簧片的激光热处理。它们的模具制造工艺复杂，精度要求高，形状各异，应用广泛，但往往因模具的寿命短而加大了成本，返修也很困难。用激光对模具表面进行热处理

26、，已逐渐被认识和被采用，可成倍的提高模具的寿命，又不受形状和尺寸的限制。激光热处理过的曲轴由于激光热处理越来越显示其优越性，各种大功率CO2激光热处理不断问世。有些大型企业不惜代价引进国外先进设备，如大连机车车辆厂引进德国6000W CO2激光器由于大型曲轴热处理生产线等。与此同时，国产大功率CO2激光热处理设备销售每年也成倍增长，激光热处理生产线在各地相继发展起来。目前比较成功的例子有大连机车车辆厂由于机车曲轴、缸套、立簧片的激光热处理生产线；西安内燃机厂柴油机缸套激光热处理生产线；北京内燃机及首都汽车公司的汽车发动机缸套激光热处理生产线；长春第一汽车制造厂激光热处理生产线。同时全国各地建立

27、了不同规模的激光加工中心，为各行业机器零件进行激光热处理1。 1.4 激光的工程实际应用 激光热处理技术已在我国得到了一定规模的工业应用，成功的例子很多，举例如下：激光毛化冷轧辊 ：为了生产冲压或深冲压用的优质毛面薄钢板，轧钢厂需要对工作轧辊表面进行毛化处理。以往轧辊毛化的方法是喷丸处理，但难以精确控制轧辊表面的形貌和粗糙度，为了解决这一问题，国内外均做了大量研究。中科院力学所研究成功轧辊激光毛化技术。轧辊激光毛化技术又称激光织构化，轧辊激光毛化技术可以精确控制所加工轧辊表面的形貌和粗糙度，轧制生产的激光毛面钢板具有优良的冲压成形性能和涂漆光亮度，其塑性变形能力有所改善，明显优于同材质的光面板

28、和喷丸毛面板。激光毛化技术可以在毛化的同时，使激光作用区的材料获得超常硬度，给轧面带来超常的强韧化效果，延长轧辊使用寿命。轧制低碳钢板的激光辊寿命是普通辊的35倍；冷轧65Mn钢的激光辊寿命是普通辊的23倍；平整轧制低碳冲压用毛面板的激光辊寿命比普通辊的提高510倍。此外激光毛化加工也可改善轧辊使用性能，由于优化摩擦条件，轧制时不易打滑和粘连，轧制速度可提高一倍以上，消除板卷退火粘结现象，可进一步优化轧制参数，甚至可用激光辊实现异步轧制。通常大面积的激光处理采用连续扫描，由线及面地进行，此时存在扫描带重叠造成回火软带和扫描带不重叠所致表面各向异性的问题。为此，提出用脉冲激光离散熔凝处理代替激光

29、连续扫描工艺。轧辊的激光毛化技术就是脉冲激光离散熔凝处理技术的成功的应用。冷轧辊的激光毛化技术已在我国获得一定规模的工业应用。1990年3月中科院力学所在中国大恒、北京吉普汽车、首钢钢研所协作下，开展YAG激光毛化冷轧辊工艺攻关，至1992年6月研制成功第一台可用于带钢规模生产的YAG激光毛化冷轧辊实验装置。1992年8月开始用于秦皇岛龙腾精密带钢公司生产，1994年3套大、中、小型YAG激光毛化冷轧辊成套设备分别在天津市冷轧薄板厂、鞍山带钢厂、无锡远方带钢厂投产。仅一年时间，天津冷轧薄板厂近十万吨优质激光毛化板投放市场，使我国继比利时、日本、德国之后世界上第四个掌握激光毛化冷轧辊新技术并用于

30、规模生产的国家。1995年华中理工大学、武钢、武汉重机合作研制成功CO2激光毛化冷轧辊装备并试轧了300tCO2激光毛化钢板。上述成果说明了激光毛化技术和装备及其工业应用是我国激光热处理产业化进程中，产、学、研相结合获得巨大成功的一个突出例子，值得推广2。 各种机械零部件局部表面的激光强化：上海工程技术大学在对球铁的激光热处理进行系统深入研究基础上与中国迅达电梯公司上海电梯厂紧密合作，研制成功电梯正弦轮V型槽面的激光强化技术，经瑞士迅达电梯公司多次派专家进行质量评估，确认完全符合质量要求，自1991年以来，已将此工艺列入中国迅达公司的生产工艺，已累计产生直接经济效益超过1200万元，发展前景良

31、好。1.5本论文研究的目的和内容高铬铸铁轧辊作为一种常用的轧辊材料,在生产应用中有明显的优越性。但因其成分复杂,对性能的稳定控制具有一定难度。在轧辊使用过程中,常出现局部裂纹甚至断辊事故,所以提高断裂韧性是高铬铸铁轧辊研究的主要方向,而碳化物对高铬铸铁轧辊性能的影响非常重要,应对碳化物的特性进行深入研究,以达到控制和调整碳化物的形状、分布和体积分数。另外,还应优化高铬铸铁的成分搭配、铸造工艺以及热处理工艺,才能不断提高高铬铸铁轧辊的性能,改进产品质量。内容：1. 了解并掌握激光热处理原理及在生产中的应用状况。 2. 以各种参数的激光照射高铬铸铁热连轧轧辊表面后, 分析其组织变化规律。 3. 用

32、显微硬度计测定激光热处理后各组织变化区域的硬度分布值，并结合组织变化规律分析硬度变化的原因。 4. 确定出最佳激光热处理工艺参数，为生产实践提供理论依据。第2章 轧辊简介2.1 轧辊的发展历程轧辊材质在近一个世纪的发展中，从60年代之前采用无限冷硬铸铁，60年代使用半钢，到70年代使用高铬铸铁，发展为80年代末开始采用高速钢。从总的发展趋势看，轧辊材质的合金含量逐渐增加，合金化程度越来越高3。轧辊工作时的情况如下图所示。2.2轧辊材料分类及热处理工艺的发展趋势冷轧辊的发展方向将是在进一步提高强度硬度和淬硬层深度的同时,保证一定的韧性。大型冷轧工作辊将普遍采用含V、Ni等元素的改进型5%Cr钢制

33、轧辊工作示意图造。为提高材料的淬透性,Cr的含量将进一步增加,如8%10%Cr及含更高铬的锻钢已开始用于实际生产,但含Cr量的增加会导致较差的韧性,因此需要适当平衡C和Cr含量,在较低的温度下淬火获得所需要的冷轧辊硬度,从而减少轧辊的断裂和降低其断裂敏感性。另外,随着锻件制造技术的进一步完善,高Cr钢工作辊将更多地应用于大型冷连轧机。5%Cr及其含V的改进型钢广泛用于大型支承辊锻件,高Cr含量的大型锻钢支承辊进入实用阶段。大型冷轧工作辊要求采用电渣重熔锭锻制,而大型支承辊锻件用钢则被广泛采用钢包精炼并真空除气的冶铸工艺生产,钢水的纯净度均达到较高水平4。热轧辊工作在交变的高温和力的作用下,其表

34、面反复受到摩擦,会产生强烈的磨损,因此热轧辊的发展主要在于进一步提高其耐磨性。在实际的轧制生产中,表面淬火和渗碳强化处理的热轧辊己不能满足对其高耐磨性的要求,但整体的高速钢或硬质合金轧辊成本极高,对于轧辊芯部材料将造成浪费。因此,轧辊的生产迫切需要进行表面处理,将硬质合金或陶瓷材料熔覆在轧辊的表面作为轧辊的工作表层。表面镀Cr、火掐喷涂、等离子喷涂以及激光毛化都是工具表面合金强化技术,将进一步用于提高轧辊的性能。总之,合理选材及采用合适的热处理方式制造轧辊,可以节约大量辊材,降低轧钢生产成本,提高轧辊的质量和产量。因此,应重视轧辊选材的新动向,从轧钢的实际条件出发。开发轧辊的新材质,提高轧辊的

35、制造质量。2.2.1 铸铁系轧辊的分类铸铁系轧辊的含碳量在2.5%3.5%左右，按主要材质可分为普通铸铁轧辊、高镍铬无限冷硬复合铸铁轧辊、高铬复合铸铁轧辊和合金球墨铸铁轧辊四大类。铸铁轧辊中常见的组织可分为基体、渗碳体、石墨三大类，基体组织主要氏体、铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体，石墨在铸铁中的形态一般有片状和球状两种5 （1）普通铸铁轧辊普通铸铁轧辊可分为冷硬铸铁轧辊，中、低合金无限冷硬铸铁轧辊，中低合金球墨铸铁轧辊，冷硬铸铁是利用铁水自身过冷度和模具表面激冷的办法获得的一种铸铁其辊身表面激冷而生成白口层，硬度高、耐磨性好。冷硬铸铁轧辊按制造工艺和芯部材质可分为非球铁、球墨复合、和球芯三大类

36、。无限冷硬铸铁轧辊是介于冷硬铸铁和灰口铸铁之间的一种材质，其辊身工作层基体组织中存在着石墨，并且辊身工作层与芯部没有明显的分界线。普通铸铁轧辊主要用于叠轧薄板轧机、三辊劳特式中板轧机、线材轧机、棒材轧机及型钢轧机用辊6。(2)高镍铬无限冷硬铸复合铁轧辊无限冷硬铸铁是界于冷硬铸铁和灰口铸铁之间的一种材质，无限冷硬铸铁轧辊辊身工作层基体组织中存在着均匀分布的石墨，石墨的含量从辊身表面往里随深度的增加而提高，硬度随之降低，因此，辊身工作层与芯部没有明显的分界线，也称无界冷硬铸铁轧辊无限冷硬铸铁轧辊材质中含有较高的铬、镍、钼合金元素时为高镍铬无限冷硬铸铁轧辊，采用全冲洗（溢流法）或离心复合浇注工艺生产

37、。高镍铬无限冷硬铸铁轧辊辊身工作层基体组织中存在较大数量的碳化物，因此有较高的耐磨性，基体组织中石墨的存在，使其具有良好的抗热烈性，被广泛应用做宽、中、厚板轧机和带钢轧机精轧用辊7。（3）高铬复合铸铁轧辊高铬复合铸铁轧辊是以含铬12%-22%的高铬白口耐磨铸铁为轧辊辊身外层材质，一般以球墨铸铁为轧辊芯部和辊颈材质，采用离心复合浇注工艺而生产的高合金复合铸铁轧。由于基体中存在板条状的Cr7C3型共晶碳化物、菊花状的Mo2C型共晶碳化物和颗粒状的Cr2C6型二次碳化物，高铬铸铁轧辊具有优异的抗耐磨性能，被广泛应用做热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊、宽中厚板轧机粗轧和精轧工作辊及小型型钢和板材轧机

38、精轧。（4）合金球墨铸铁轧辊合金球墨铸铁轧辊由于石墨从辊身到芯部呈球状均匀分布，所以抗拉强度大，可经受重载荷，耐磨损性很好。基体组织为碳化物及珠光体或针状体，合金球墨铸铁轧辊按辊身基体组织大体可分为两类：珠光体球墨铸铁轧辊和针状体球墨铸铁轧辊，合金球墨铸铁轧辊一般采用整体铸造，但针状体铸铁轧辊由于合金含量高，铸造应力大，可采用离心复合浇注工艺，获得理想的综合使用性能。合金球墨铸铁轧辊具有良好的抗热冲击和耐磨损性能，被广泛应用做大型初轧机、型钢轧机、棒材连轧机和大型无缝管轧机用辊。2.2.2铸钢系轧辊铸钢系轧辊可分为两类：钢轧辊（含碳量0.4%-1.4%）和半钢轧辊（含碳量1.4%-2.4%）钢

39、轧辊含碳量低，故硬度较低，其组织一般由铁素体和珠光体组成，随着含碳量增加，铁素体量减少，珠光体量增加。为提高硬度，可加入Cr、Ni、Mo等合金元素，或者进行特殊热处理，由于钢轧辊具有高的抗拉强度和韧性，适用于轧制温度高、轧制载荷大的开坯轧机或初轧机，也可用做支撑辊。如进行特殊热处理，得到HS90以上的高硬度，亦可用做冷轧工作辊。半钢轧辊含碳量在铸钢辊和铸铁辊之间，其组织主要由珠光体构成，并含有一定的碳化物，因此，其强度比铸钢轧辊稍高，比铸铁轧辊低，其硬度比一般铸钢轧辊高半钢轧辊的最主要特点是内部硬度降落很小，因此，特别适用于制造深孔型轧辊，同时广泛应用于型钢轧机粗轧和精轧机架、热轧带钢连轧机粗

40、轧和精轧前段工作辊。半钢轧辊材质中若增加硅含量，通过石墨化处理，具有高的抗热裂性和强韧性，作为初轧机开坯轧辊、大型型钢粗轧辊、开坯连轧机轧辊和热轧带钢连轧机立辊，可获得良好的轧制效果8。（1）合金铸钢轧辊依其化学成分和热处理工艺，可使辊身外层基体组织为珠光体及贝氏体。珠光体可以是片状或球状，或是索氏体类型回火索氏体不仅具有高的强韧性，而且具有优良的抗热裂性，尤其是带位相的回火索氏体组织还兼有优良的耐磨损性能，故用于初轧机时，轧制效果良好。合金铸钢轧辊具有较高的抗拉强度和韧性，一定的耐磨性和抗热裂性，主要用于初轧机的开坯轧辊和型钢轧机粗轧辊。（2）铸造高铬钢轧辊高铬钢轧辊是以其高铬钢（C:0.5

41、%-1.5%、Cr:8%-15%）为辊身外层材质，以球墨铸铁为芯部材质，采用离心复合浇注工艺生产的，由于其辊身外层具有比高铬复合铸铁材质更加富铬的基体组织，耐磨性极好，此外，由于高铬钢轧辊辊身工作层基体组织中的碳化物含量较低，使其具有优良的抗热裂性，基于此，高铬钢轧辊是目前热连轧机粗轧辊选材的发展趋势。（3）离心复合高速钢轧辊高速钢轧辊不仅具有高的抗热裂性，同时其高的耐磨性及红硬性可大大延长轧辊寿命，提高轧材质量，可用于热带连轧机精轧前段工作辊9。（4）半钢轧辊半钢轧辊含碳量通常为1.4%-2.4%，机械性能处于铸钢和铸铁之间，具有硬度降落小，耐磨性能高等特点，广泛用于型钢轧机粗轧和中轧机架、

42、热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊，当半钢含碳量大于1.9%时，称之为高碳半钢，高碳半钢由于碳含量较高，基体组织中存在有共晶碳化物和伪共晶碳化物，被用于开坯连轧机架用辊、型钢轧机中间机架和精轧机架用辊。半钢轧辊用做热轧辊时，为提高耐裂性，成分中增加硅含量，成为石墨铸钢轧辊，集中了铸钢和铸铁二者的优点，大量用于钢坯热连轧机轧辊和型钢轧机轧辊。2.2.3 锻钢系轧辊锻钢系轧辊通过冶炼、锻造、热处理，使轧辊辊身工作层具有均匀一致高硬度、高耐磨性和优良的抗事故能力，同时保证轧辊辊颈和辊身芯部具有一定的强度和高的韧性。锻钢轧辊具有的这一独特性能，使其在冷轧以及有色轧制方面，有着铸造轧辊不可替代的优势10

43、。按使用条件，锻钢轧辊可分为锻钢热轧辊及锻钢冷轧辊，锻钢热轧辊主要用于热轧开坯及型钢粗轧辊，锻钢冷轧辊被广泛用于冷轧辊。锻钢冷轧辊使用要求高，辊身表面必须具有高而均匀的硬度，以保证冷轧带材或钢板的尺寸精度和良好的表面质量，辊身具有一定的淬硬层深度，具有高的抗事故能力，为此，对轧辊的原始组织要求很严，一是纯净的冶金质量，二是组织的均匀性。我国目前主要使用含铬2%左右的冷轧辊材质，HS90以上的工作层在10mm左右，而新开发的含铬5%的Cr5系列冷轧辊，HS90以上的工作层在30mm以上，Cr5系列冷轧工作辊在各方面体现出的优良性能，必将逐步替代传统上使用的Cr2系列冷辊，成为冷轧工作辊的发展方向

44、。近年来，随着轧钢生产对节能、提高与控制轧制精度以及降低成本的要求，轧辊材料不断地得到改进和发展，从早期的普通冷硬铸铁、无限冷硬合金铸铁到半钢、高铬铸铁和高速钢。其中高铬铸铁轧辊具有生产成本相对较低，加工性能好，耐磨性和抗热疲劳性能好等特点，已广泛地应用于轧钢生产中。高铬铸铁轧辊的化学成分为: m(C) 2.10 %4.10 % , m(Cr) 10 %30 % ,m(Ni) 0.115 %1.16 % ,m(Mo) 0.13 %2.19 %。其本质是一种高耐磨性的高合金白口铁, m (Cr) 含量一般在10 %15 % ,其碳化物主要是M7C3型,与白口铸铁的连续的M8C型碳化物不同,它不但

45、具有良好的耐磨性,还有较高的硬度(HV可达1800) ,基体为奥氏体、马氏体,因而其硬度和韧性结合较好。实际的轧制生产表明,高铬铸铁轧辊有较好的抗热裂性能,原因是轧辊表面生成一层致密且有韧性的Cr的氧化膜,能减少热裂纹的数量和深度。 因此,高铬铸铁轧辊在80年代被非常广泛用于精轧前架.目前,高铬铸铁复合轧辊已广泛用作热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊、宽中厚板粗轧和精轧工作辊及小型型钢和棒材轧机精轧辊等。高铬铸铁轧辊的热处理有两种形式,一是低于临界转变温度的亚临界热处理,另一种是高于临界点A3的高温热处理。高铬铸铁轧辊表面材料的珠光体基体,希望具有极细的片间距,并在基体上有大量弥散分布的二次碳

46、化物,要求有尽量低的残余奥氏体和残余应力,所以一般选用后一种形式的热处理,具体为正火加回火。2.3热轧辊材料研究进展 热轧生产中,轧辊使用条件非常恶劣,主要是因为热轧辊常与温度高达9001 100的轧材接触,辊面温度高达500,轧辊使用中除了承受强大的轧制力,辊面受轧材的强力磨损外,在高温的作用下,辊面易产生氧化,氧化膜易脱落,加剧轧辊的失效。此外,轧辊还反复被轧材加热及冷却水冷却,经受温度变化幅度较大的激冷激热,产生很大的热应力,逐渐导致热疲劳裂纹的产生,热疲劳裂纹在轧制力的作用下不断扩展,最终导致轧辊表面破裂甚至剥落,促进轧辊失效。热轧辊除了应具有高的耐磨性和强韧性外,还应具有优良的抗氧化

47、能力和抗热疲劳能力。随着热轧技术的发展,热轧辊材料也在不断地改进和发展,从早期使用的冷硬铸铁轧辊,发展到半钢轧辊,高铬铸铁(钢)和高速钢轧辊。2.3.1无限冷硬铸铁轧辊的发展 早在20世纪初,普通无限冷硬铸铁轧辊已在热轧带钢轧机上广泛应用。无限冷硬铸铁轧辊介于冷硬铸铁和灰口铸铁之间,与冷硬铸铁相比,铁水中含硅量较高(0. 7% 1. 6% Si),无限冷硬铸铁轧辊组织中除含有与白口铸铁中相近似数量的碳化物和莱氏体外,还存在均匀分布的石墨。无限冷硬铸铁轧辊中还常常加入不同含量的Cr、Ni和Mo等合金元素,随着Cr、Ni和Mo含量的增加,其硬化层深度增加。无限冷硬铸铁轧辊组织中含有较多的碳化物,具

48、有较好的耐磨性;在基体组织中均匀分布的少量细小石墨,起到了松弛机械应力的作用,有利于减轻辊身表层的剥落缺陷;石墨本身具有良好的导热性能,在轧钢过程中,轧辊表面受热冲击时,石墨起缓冲热应力的作用,有利于防止热裂纹的产生。此外,辊身表面由于石墨脱落形成细小孔穴,改善轧辊的咬入性能。无限冷硬铸铁轧辊由于硬度高、硬度落差小及良好的抗热裂性,在轧钢生产中得到了广泛的应用,世界各国热连轧机精轧机架上普遍使用无限冷硬铸铁轧辊。近年来,为了提高无限冷硬铸铁轧辊的耐磨性,开发了改进型无限冷硬铸铁轧辊,其主要特征是在轧辊中加入高温下形成高硬度MC型初生碳化物的合金元素,加入合金元素还具有改善枝晶组织形态和尺寸的作

49、用,其耐磨性比普通高镍铬无限冷硬铸铁轧辊提高20%以上,抗热疲劳性能也明显提高。改进型高镍铬无限冷硬铸铁轧辊目前仍存在高温热稳定性低、高温耐磨性性差和淬透性低的不足,进一步提高改进型高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的淬透性和高温耐磨性,将成为轧辊研究者不断探索的新课题11。2.3.2半钢轧辊的发展半钢轧辊起源于美国,40年代末期,热轧带钢连轧机在美国迅速发展,当时,轧机的精轧前段使用的是合金冷硬铸铁轧辊,带钢表面出现大量的“斑带”缺陷,严重影响轧机效率。为解决这一问题,美国冶金学家研制出兼有铸钢轧辊的高强度和韧性、类似铸铁轧辊的良好耐磨性的半钢轧辊。70年代半钢轧辊在国外得到广泛的应用,在一定程度上代表

50、了当时轧辊生产的国际水平和发展方向。它的碳含量在1. 3% 2. 4%之间,游离碳化物约为6%10%,共析成分以外的碳可以是碳化物或石墨,以碳化物为主要存在形式的称作半钢,以石墨为主要存在形式的称作球墨铸钢或石墨钢。半钢中常加入Si、Mn、Ni和Mo等合金元素,其加入量根据期望的组织与性能而定。半钢的强韧性接近于钢辊而优于铁辊,硬度与耐磨性接近于铁辊而优于钢辊,它综合了钢与铸铁两者的优点。半钢轧辊最适于工作繁重的钢坯轧机、大型型材轧机、中型轧机、万能型钢轧机、热连轧粗轧机及热连轧精轧机(前段)等。半钢轧辊还存在一些问题,如热处理周期长,工艺复杂,成本较高。80年代以来,在许多场合它逐渐被高铬铸

51、铁轧辊代替。2.3.3高铬铸铁轧辊的发展高铬铸铁用于制造轧辊始于30年代, 1932年,美国已研制成功含12% 14%Cr、0.5%Mo、直径为560mm的高铬铸铁轧辊,用于热轧型钢和角钢的精轧机架,获得了很好的使用效果。60年代中期,英国和德国的轧辊制造者,从充分发挥高铬铸铁轧辊的抗磨损性能出发,同时注意到这一材质的轧辊在热轧带钢连轧机精轧前段机组上使用时,具有消除“流星斑”和“斑带”缺陷的特性,从而研制出了含12% 22%Cr、2. 4% 3. 0%C、辊身硬度达6090HS的高铬铸铁轧辊。高铬铸铁轧辊广泛用做热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊、宽中厚板轧机粗轧和精轧工作辊及小型型钢和棒材

52、轧机精轧辊。日本在1981年开发成功高铬铸铁轧辊以来,发展极其迅速,到1985年止,在热轧带钢连轧机精轧前段机架已有70%的轧机采用高铬铸铁轧辊替代了合金半钢轧辊。日本久保田轧辊厂制造的高铬铸铁轧辊在带钢热轧机精轧前段F2机架上使用,毫米过钢量达到了3 145t，而半钢轧辊仅有2037t。我国邢台轧辊厂已于1987年开始批量生产热带连轧机用的高铬铸铁工作辊,并在宝钢和武钢热轧带钢连轧机上获得了良好的使用效果。高铬铸铁轧辊具有良好的抗氧化性能,能够适应高负荷的轧制操作,热稳定性好12。2.3.4高铬铸铁轧辊热处理工艺及研究（1）高铬铸铁的临界点和等温转变曲线高铬铸铁的临界点测试结果见表2-1。奥

53、氏体化温度为1024摄氏度的等温转变曲线见图2-1，其珠光体（p）转变开始温度约为695摄氏度左右，没有发现贝氏体转变，马氏体相变点（Ms）约为271摄氏度，马氏体转变终点温度（Mf）低于室温，高铬铸铁淬火组织转变具有不完全性，淬火组织中将会残留较多的奥氏体。珠光体转变临界冷却速度Vp=0.52摄氏度每秒，Vp值较小，表明高铬铸铁轧辊具有较好的淬透性1315。表2-1 高铬铸铁的临界点（）Ac1Ac3MsMf712807271<20 图2-1 高铬铸铁等温转变曲线（2）淬火温度和冷却方式对高铬铸铁轧辊硬度的影响淬火温度和冷却方式对高铬铸铁轧辊硬度的影响见图2-2。油冷条件下，淬火温度低于

54、1000摄氏度，随着淬火温度升高，硬度升高，超过1000摄氏度，硬度反而降低。雾冷和空冷条件下，淬火温度对硬度影响结果相似，获得最高硬度的淬火温度高于油冷时的淬火温度。随淬火温度升高，基体中溶解的共晶碳化物数量增加，碳化物的尖角变得圆滑，薄弱区域断开，淬火温度1100摄氏度时，组织明显粗化。高铬铸铁轧辊硬度的淬火硬度值除了合金的组织因素外，还由马氏体中饱和的碳和合金元素量及未转变的残留奥氏体决定，淬火温度低时，奥氏体中溶解的碳和合金元素少，淬火转变后马氏体中饱和的碳和合金元素量也较少，故硬度相对较低。淬火温度低于850摄氏度淬火，加热不足而出现硬度较低的珠光体组织。淬火温度超过1100摄氏度后

55、，奥氏体中溶解的碳和合金元素量过多，Ms点下降，而且温度高使奥氏体成分均匀，奥氏体稳定化程度增加，淬火后残余奥氏体（Ar）量增多，见图2-3，导致硬度明显下降。淬火组织中残留奥氏体多除了与Ms点低有关外，还由于高铬铸铁轧辊硬度的发生马氏体相变时伴随着图2-2 淬火温度和冷却方式对高铬铸铁轧辊硬度的影响较大的体积应力，阻碍着马氏体相变的继续进行。在1000-1025摄氏度时，马氏体中溶解的碳和合金元素量适中，获得了硬度的峰值。由于雾冷和空冷速率小于油冷，相同淬火温度下，淬火组织中的残留奥氏体量少于油冷，获得最高硬度的温度高于油冷时的温度16。（3）高铬铸铁轧辊的淬透性 不同冷却条件下高铬铸铁轧辊

56、的淬透性见图2-4。油冷高铬铸铁轧辊淬透性最好，雾冷次之，空冷最差，但油冷和雾冷差别不大。尽管高铬铸铁轧辊中图2-3 淬火温度和冷却方式对残留奥氏体数量的影响含有较多的合金元素，具有较好的淬透性，但空冷条件下，由于冷却速率太小，离表面30mm时，硬度已下降到55HRC以下。轧辊工作层厚，通常大于30mm，高铬铸铁轧辊空冷淬火无法满足使用要求。研究中还发现，高铬铸铁轧辊油冷淬火时，由于冷却速率太高，热应力大，在热应力和组织转变应力作用下，易出现裂纹。高铬铸铁轧辊雾冷淬火既有较高的淬透性，又不易出现裂纹，应用于实际生产中是可行的17。图2-4 冷却方式对高铬铸铁轧辊淬透性的影响(4)回火温度对高铬

57、铸铁轧辊组织和性能的影响 上述研究发现，高铬铸铁轧辊经1025摄氏度加热后雾冷淬火，具有很好的淬透性和淬硬性，而且淬火冷却时不会产生裂纹。在此基础上，研究回火温度对1025摄氏度加热后雾冷淬火高铬铸铁轧辊硬度、韧性和耐磨性的影响。结果见图2-5，回火温度低于500摄氏度时，随回火温度升高其硬度变化不大，超过525摄氏度硬度稍有下降，575摄氏度以后硬度明显下降。这主要是由于高铬铸铁轧辊中碳和铬含量较高，形成大量的合金碳化物，同时马氏体中也含有一定量的合金元素，使马氏体的分解温度出现低谷，在450摄氏度出现峰值。其原因是在450摄氏度回火时应力消除比较完全，碳化物尚未长大，细小且均匀弥散的分布在

58、马氏体基体上，不利于裂纹的扩展，故ar值和k1c值较高。当温度高于450摄氏度以后，由于碳化物的聚集长大使其弥散度减小，导致ar值和k1c值有所降低。图2-6所示，350摄氏度回火时，ak值和k1c值出现低谷，与残余奥氏体分解和第一类回火脆性有关。回火温度超过500摄氏度后，随着回火温度的进一步提高，合金碳化物开始聚集、长大，马氏体中固溶的碳和合金不断减少，马氏体塑性提高，抵抗裂纹萌生和扩展的能力提高，导致高铬铸铁轧辊韧性提高18。由图2-7看出，回火温度低于450摄氏度时，随回火温度升高，高铬铸铁轧辊耐磨性增大，高于450摄氏度时，耐磨性反而下降。高铬铸铁轧辊在,450-475摄氏度区间回火

59、，具有优异的耐磨性。因为材料承受磨料磨损时，磨损率由两部分组成， 图2-5 回火温度对高铬铸铁轧辊硬度的影响（保温4h） 图2-6 回火温度对高铬铸铁轧辊韧性的影响（保温4h）图2-7 回火温度对高铬铸铁轧辊耐磨性的影响（保温4h）即： （1） （2） （3）式中：-磨损率； -切削机制引起的磨损； -疲劳机制引起的磨损； -外界压力； -材料硬度； -磨损系数； -单轴拉伸时的断裂应变。由式（1）至式（3）可知，在磨料磨损条件下，材料的磨损主要切削磨损和疲劳磨损组成，前者主要决定于材料的硬度，而后者与材料的硬度和塑性两个因素有关，高铬铸铁轧辊在低温下回火时，韧性较低，耐磨性差。高温下回火时，

60、尽管韧性提高，但硬度明显下降，抗切削磨损能力差，综合作用的结果导致高铬铸铁轧辊耐磨性下降，450摄氏度475摄氏度回火的高铬铸铁轧辊，硬度高，抗切削磨损能力强，而且冲击韧性也较高，具有较好的抗疲劳磨损能力，综合作用的结果使高铬铸铁轧辊具有优异的耐磨性。高铬铸铁轧辊经1025摄氏度保温2h后雾冷淬火，并在450摄氏度回火保温4h后，可以得到由回火马氏体、共晶碳化物、二次碳化物和残留奥氏体组成的组织，具有优异的综合力学性能和耐磨性19。2.4我国轧辊制造与发展2.4.1我国轧辊行业的发展钢铁工业是国民经济的重要基础产业,近几年来钢铁产业在中国经济快速增长的推动下,出现了较快的增长。自1996年我国

61、钢产量突破1.0亿t 以来,钢铁工业发展迅猛,目前的产量已是1996年的3 倍,2004 年钢产量达2.74 亿t ,2005 年16 月钢产量实现1.7 亿t ,全年产量预计可达3.3亿t。冶金轧辊是轧钢的主要大型工具, 是关系到钢材质量和品种的关键所在,也是轧机上的主要消耗部件,我国轧辊制造业经过几代科研人员的不懈努力和几十年的发展和壮大,今天已经成为世界轧辊产量大国,轧辊制造技术和材质品种方面有很大的发展,比如在铸铁轧辊方面,20世纪60年代铸铁轧辊的冶炼设备依赖的冲天炉、返射炉现在大部分已经被淘汰。在材质方面从球墨铸铁和合金无限冷硬铸铁发展到现在的针状组织球铁、高合金无限冷硬铸铁、高铬

62、铸铁、硬质合金、半高速钢和高速钢等。在铸造工艺方面也从常法浇铸单一材质和溢流法浇铸复合材质发展到今天的离心复合浇铸工艺。在轧辊修复方面也发展很快,从铸钢、锻钢轧辊的堆焊修复到目前的药芯焊丝堆焊、电刷涂度、激光表面合金化和粘接轧辊等。轧辊生产厂家也发展迅速,从1980年17家发展到现在全国有200多家,主要集中在江苏和河北,轧辊供应能力也从6万t 增加到30万t ,设计制造能力可以达到6570万t ,我国轧辊经过20多年的发展,为我国钢铁工业的腾飞作出了很大的贡献。随着我国轧钢装备的改造和不断从国外引进先进的轧机,轧机向自动化、连续化、重型化方向发展,对轧辊的几何尺寸、表面精度、机械性能要求更高

63、。自1998年以来, 我国钢年产量和钢材年产量都超过了亿吨大关, 今年预计轧材达到2亿t ,已经成为世界产钢第一大国, 每年需要大量的各类轧辊,据统计目前世界钢铁产量超过10亿t ,我国今年预计超过3亿t ,占世界产量的三分之一,同时轧辊也是一个最大的市场。我国自行研制的冶金轧辊轧制钢材平均消耗与发达国家相比尚有一定的差距,随着我国各大钢铁公司轧钢装备不断地改造,引入国先进的轧制生产线,如宝钢的2 050mm 3/ 4连续式热连轧机、1 580mm半连续式热连轧机,珠钢、邯钢、唐钢、马钢、包钢等引进的CSP 生产线等,从目前各地钢铁企业发展来看,宽板带轧机发展很快,从产能变化分析,20052007年将要投产的板、宽带项目,多达68条生产线、1. 21亿t 的产能,到2007年,国内板、带、大型型钢产能将突破2亿t ,这些轧机需要的轧辊我国还不能完全提供给以满足,大部分只能向国外进口。宝钢为例:2000年,宝钢用于轧辊的采购资金超过2亿元,宝钢采购轧辊的资金,用于国内的只占30 % ,国外的占70 % ,我国引进的CSP 轧机用辊几乎全靠进口,近几年鞍钢股份、太钢、武钢等大型钢铁企业在宽板带轧辊每年也从国外进口,这反映出我国轧辊制造技