技术文章

大型锻钢支承辊热锻裂纹问题原因分析与质量控制

大型锻钢支承辊是轧机的重要组成部件，但是锻造工艺过程中经常会出现以锻造裂纹为主的表面问题，严重影响工艺执行，甚至导致产品报废。本文主要从锻钢支承辊生产工艺环节和实施方面分析裂纹产生原因，并探讨有效的防控措施。

锻钢支承辊应用

大型锻钢支承辊是轧机核心重载部件，用于支承工作辊 / 中间辊、抑制挠曲、保证板带厚度精度与表面质量，广泛用于热轧、冷轧、宽厚板及特种金属（铜/铝）轧线.

锻钢支承辊制造工艺流程

目前，大型锻造合金钢支承辊一般均采用真空钢锭。锻造工序一般按照锻造规范进行3火次～ 8火次的锻造生产，完成最终毛坯锻件的生产。锻造工序结束后，锻件毛坯需要经过锻后热处理、调质、差温等一系列热处理工艺及粗、精加工等工序最终获得支承辊零件。

锻钢支承辊锻造裂纹影响因素分析

钢锭裂纹

钢锭表面裂纹是指在钢锭未进入锻造工序就已发现的表面裂纹，这种裂纹多数位于钢锭相邻棱之间的钢锭表面上。

大型锻造合金钢支承辊一般采用铸造钢锭，目前国内普遍以中碳Cr系合金钢为主。浇铸工艺如果控制不合理或者工艺执行出现波动，在降温过程中有可能产生很强的宏观热应力，造成表层出现激冷裂纹。钢锭模的表面质量也会影响钢锭的局部应力分布，一旦出现粘连，也会产生较强的局部应力集中，从而诱发裂纹出现。

锻造过程中的横、顺纹

横纹出现后，在进一步变形过程中一般不会随着变形加剧而不断扩大，甚至在锻造过程中，裂纹面逐渐张开，成为锻件毛坯的新表面。相对而言，顺纹一旦出现，如不及时清理，随着锻造进行，裂纹会向心部扩展，而且由于支承辊是轴类件，顺纹一旦位于最终成品的台阶处，将极易导致产品尺寸不够而报废。

折伤裂纹

为了压实钢锭心部铸态组织，必然要求锻造过程中进行大变形。在拔长压实阶段，由于砧宽通常比坯料轴向长度短，需要分段锻造，相邻砧搭接处会形成折痕，严重时折痕处材料撕裂，导致大横纹出现。

质量控制措施

钢锭质量控制

严格控制化学成分、有效去除有害元素，尽可能的采用真空精炼法和电渣重熔法，避免硫化物、硅酸盐、氧化物等内生夹杂的产生和炉体材料进入钢水造成的外生夹杂的产生，最大限度地提高钢锭的纯净度，在源头上避免钢锭锻造开裂。

辅具及工艺细节优化

钢锭模自身结构的完整性对钢锭的表面质量有着较为重要的影响，浇铸钢锭时应采取以下有效措施: (1) 严格控制吊包温度; (2) 控制浇注温度; (3) 选择适宜的浇注速度; (4) 浇注温度高时采取慢注，浇注温度低时应快速浇注。

脱模对钢锭的表面质量的影响同样不可忽略。钢锭要避免过早脱模，通过缓冷消除钢锭冷却温度下降时体积收缩造成的热应力和组织转变引起的组织应力。

吹氧、烧剥清伤

吹氧和烧剥技术的好坏对裂纹的有效清理有着重要的影响。在吹氧和烧剥的工艺上要采取重视和优先顺纹的清理，优化不同人员清伤操作的规范性和一致性，保证清伤部位清理完为平面或凸面，避免出现凹面。

生产质量联合管控

由于支承辊锻造属于一个多生产工序的协调生产过程，工序多、周期长，多生产工序就会产生多种随机因素从而导致锻造裂纹的出现时间、出现形态以及形成的原因不同。在生产过程中要严格按照工艺进行，确保生产操作的规范性和可追溯性，提高锻造过程中的问题监控，有效避免工序间的推诿。

免责声明：本文转载自网络，如有侵权，请联系删除。