由于横轧机模具自身的特殊性和工作环境恶劣,模具表面的一些关键部位磨损过快,导致轧件成形问题及芯部疏松、孔洞等缺陷,增加了生产成本,降低了产品质量。因此,先从理论上分析了横轧机模具与轧件的相对运动关系,发现模具表面楔面交界棱线位置的接触应力和相对滑移距离较大;基于温度修正的磨损公式,建立了横轧延机模具磨损的热力耦合三维有限元模型,通过模拟发现模具轧制后的磨损严重区域位于楔面交界的棱线区域。
在冶金加工领域中,横轧机成形工艺由等截面轧制向变截面轧制的发展;在机械加工领域中,横轧机是由分段整体塑性成形向整体连续局部塑性成形的发展。横轧机具有材料利用率、能量利用率和生产效率高且无冲击噪声和易实现自动化。
横轧机在生产轴类零件毛坯中,横轧机工艺比锻造工艺有以下优点:
1、生产效率可提高4~7倍;
2、可节约金属30%左右;
3、产品成本下降约30%;
4、无冲击少噪音,容易实现机械化自动化生产等。
既保留了辊式横轧机刚度好和板式横轧机模具加工简单的优点,又克服了板式横轧机刚度差和辊式横轧机扇形模具加工复杂的缺点,为此,许多都在竞相发展该技术,用它生产汽车、拖拉机、五金工具、自行车、电机等轴类零件毛坯,或为精密模锻提供锻坯。
为了验证理论分析和模拟仿真结果的正确性,进行了横轧机轧制现场实验,发现模拟结果与理论分析和有限元模拟的结果与实验结果一致,磨损严重的区域出现在楔入段和展宽段的交界棱线位置附近。为了进一步找出磨损严重的原因,分析了各种力能参数对模具交界形面附近磨损的影响,发现三向应力均在轧件转半圈区域达到应力峰值,在峰值处径向应力大。后模拟了轧制温度、展宽角、成形角、轧件断面收缩率、轧辊直径、轧辊转速和摩擦系数7种工艺参数的变化对磨损量的影响,发现磨损量在1100℃时小,温度过高或过低都会造成磨损量上升;展宽角、成形角、断面收缩率和摩擦系数增大会导致磨损量整体上升;随着轧辊直径的增加,磨损深度先增大后减小。
该结果对横轧机模具保证轧件产品质量、延长模具寿命具有指导意义,并能够为横轧机模具的减摩增寿提供借鉴,进一步丰富塑性加工摩擦学理论。
轧辊是钢铁企业轧钢过程的重要消耗品,同时也是大型铸锻件生产企业的主要产品之一。冷轧辊的循环利用无疑是将轧辊由消耗品变为可循环使用的耐用品,只将轧辊工作层作为消耗品。但是,如果想实现轧辊的循环使用则满足以下基本条件:
1、一次修复后的轧辊使用寿命大于等于原始轧辊使用寿命。如果修复后轧辊工作层性能与原始轧辊一致,则其单边增加工作层厚度应在80mm~100mm,如果修复后轧辊工作层质量远高于原始轧辊,则工作层厚度可适当减小。
2、在轧辊的修复过程中,轧辊基体基本保持不变,可以反复使用,且修复后轧辊基体应力状态良好。
3、新增加的工作层与轧辊基体结合良好,能承受复杂的应力状态,不发生相对滑动、工作层剥落、开裂等缺陷。
4、新增加工作层具有较高的抗剥落性能、良好的耐磨损性能和抗疲劳性能,工作层内无缺陷,硬度及组织均匀。
泊头市和金机械有限公司(http://www.btshjjx.com)是生产各种冷轧辊的专业生产厂家,拥有一支生产实践经验丰富的职工队伍。我公司生产竖轧延机、轧延机、横轧延机、冷轧辊、横轧辊、竖轧辊、轧辊、冷轧工作辊、冷轧支撑辊、横轧机、竖轧机、冷轧机等产品。