轧辊的要求

出处：按学科分类—工业技术 轻工业出版社《工模具材料应用手册》第170页（2633字）

抗磨性 在使用中轧辊损坏的主要原因是磨损，轧辊的表面受损会使被加工金属的截面超出了规定的公差。磨损主要是由于金属与轧辊表面的相对运动，又在高负荷下互相压紧所引起的摩擦与磨耗所造成的。辊体工作面上的磨损，划伤或刻痕会使被加工的金属打上印记，严重地影响到它的外形及机械公差。有没有通用指标用来决定轧辊抗磨性。由于没有较好的指标，只好用硬度来表示。但轧辊的成分也应予以考虑。

合适的硬度规范的选择是以轧制的方式、经验或操作要求为基础的。辊体的硬度必须相当高，以保持表面的经济运行。轧辊的硬度受到韧性、震动、强度及抗烧裂和表面龟裂要求的限制。

轧辊的硬度通常用C型肖氏硬度计测定。这是一种可携式的仪表，可以快速地决定硬度而使轧辊表而留下最少的痕迹。对轧辊作洛氏硬度试验时也可以把轧辊放到一台标准的洛氏硬度计上进行。

各硬度计之间的大致关系，肖氏、洛氏与维氏硬度数，可查阅ASTME140和A427。应该注意到锻钢轧辊的肖氏硬度数(HFRSc)如同在ASTME448中所说明的那样，要比常用的肖氏硬度数(HSc)为高。在市场上还供应其它各种测量轧辊硬度的硬度计，由这些硬度计所指示的数值与肖氏硬度计所指示数值之间的相互关系都曾经过测定。

强度 轧辊应能承受它在运行中所受到的由于弯曲所引起的断裂、扭转和剪切应力。通常粗轧比精轧需要更高的强度。对某种用途，足够的强度视成分、热处理及没有内部缺陷而定。

尺寸大小、热处理、结构和加工条件对所有轧辊在某种程度上存在的残余应力有重要影响。在使用中有高残余应力的轧辊会由于不寻常的震动或是快速的或是轧机受热不均匀更易于断裂。表面下的强度对抗散裂是必要的，它们发源于表面的下面，然后向外扩展，直至有一块从表面剥落。

为了抓住金属材料，以及通过轧机对金属开始轧制，辊齿是必要的，对大的压下量辊齿是特别重要的。普通的辊齿和轧辊的直径有关，它与直径成反比。将轧辊表面搞得粗糙些可以增加咬入量，这种使轧辊面粗糙些的作法，称之为“轧辊刻纹”，方法可在轧辊表面喷丸，磨削或切割纵向槽或焊上几道线纹。

对轧制扁平产品轧辊的表面光洁度，即可按轧机运行中所要求的特性，或将一种花样复制到被轧的产品上，或使被轧的产品表面光洁。为了复制花样或使表面光洁，根据不同的要求，将轧辊精车、磨削和抛光到镜面，用喷丸法使表面成无光光洁度或压印花样或浮雕花样。如果高表面光洁度十分重要，那么轧辊表面必须要磨削，然后抛光、研磨到高亮度，而且不许有表面的瑕疵，轧辊表面的平滑度以百万分之一英寸均方根值来表示和量度。对于获利的生产，为了保持表面光洁度，轧辊高硬度是必要的。

轧辊的刚性对取得轧辊表面最小的弯曲(或回弹)是十分重要的。为了保证更均匀的厚度公差，这对轧制扁平产品如厚板，薄板和板条更为重要。对某一给定的直径，钢轧辊比铸铁轧辊有高的刚性，但钢轧辊的硬度对它的刚性没有影响，因为弯曲主要决定于弹性模数，它对硬的或软的钢材是一样的。大直径短轧辊比小直径长轧辊弯得少些。轧辊的中间隆起(轧辊直径的中间面比它的两端隆起一些)会减轻回弹并使轧制品比较平些，但由于这种隆起办法仅在某种厚度、硬度及截面宽度的综合情况下才是正确的，所以这种补救办法的应用受到一定的限制。

轧辊的设计 除了带槽轧辊的辊道和辊槽是由轧辊使用车间设计以外，一般轧辊均由轧机制造厂或工程公司设计的。轧辊的各部分尺寸比例，视用途和轧机的结构而定。在需要用斜置轧辊时，被轧金属的宽度或坯料的长度决定了辊体表面的宽度，为了提供所需的辊齿及辊道角度以便完成轧压并为了提供足够的材料以抵抗轧辊挠曲和断裂，据此选择辊体的直径。直经较小的轧辊，由于工作金属的分布面较少，对某一压延所需的轧制压力、分离力和功率也较小。在设计带辊槽的轧辊时，深槽应离开中心越远越好，使其所处地位受到的弯矩最小。

轧辊的大小通常用辊体直径和辊体长度的顺序排列来表示，例如600×1200mm，表示辊体的直径为600mm，长度为1200mm。对用于成型加工用的轧辊，所给的直径是名义或节圆直径。

轴颈或辊颈的尺寸决定于所施加的弯曲负载和轴承的设计，从辊体到辊颈直径的突然变化，加剧了这个部分的弯曲和扭转应力。为了防止断裂，辊颈直径与辊体直径之比越大越好。供各类轧机用轧辊的辊颈与辊体直径的最小安全比见表51。安全比与轴承的种类、轧机的型式和使用条件有关。不论何种情况下，辊颈直径不得小于辊体直径的50%。

表51 辊颈与辊体直径的最小安全比

使用不当 轧辊在使用中很容易断裂或损坏。造成故障的主要原因有轧机损坏、过载、擦伤、夹带圆石块和尖物。被加工的金属会卷在辊子上或进入不对的辊道内或出现火裂，被轧的金属可能太冷或温度不均，如果经过加热的被加工金属在轧辊之间被夹住，则会引起轧机的严重损坏。在遇到轧机损坏时，要把轧辊从轧机上取下来，在受控情况下让过热区冷下来。在初安装后或停机后，轧辊可能受热太快，由于温度分布的梯度不太理想，在膨胀力的作用下形成破裂。

在冷轧时，被轧钢片会断裂或折迭起来，通过辊道形成多层厚度。棒、条在轧辊间滑过，在轧辊表面会产生很高的局部摩擦热或热网裂，有时由于这种失误所引起的轧辊的真正事故还是等后来才发生的。在轧辊的磨削或重磨中，采用不恰当的工艺方法会引起严重的损害，特别是对经过淬硬处理的轧辊。轴承润滑不足会形成热网裂、开裂或辊颈的过度的刻痕。

轧辊材料 供轧辊用的三种主要材料是铸铁、铸钢及锻钢。偶而也用硬质合金，特别是用于棒料精轧的小轧辊。