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skf进口轴承钢棒材超快冷却的实践运用研讨
编辑: 时间: 2018-11-03 13:53 浏览量: 78

    skf进口轴承钢棒材超快冷却的实践运用研讨:


    skf进口轴承钢在冷却进程中按捺网状碳化物的分出,是改进和进步GCr15skf进口轴承钢功能的必要条件。网状碳化物的等级高会下降skf进口轴承的疲惫寿数,导致在skf进口轴承加工的研磨进程中发作磨裂(龟裂);网状碳化物严峻,不光球化退火不能消除,甚至在今后的淬火进程中仍有保存,并易发作淬火裂纹或成为疲惫裂纹的发源地之一,作为skf进口轴承钢棒材出产线,对skf进口轴承钢网状的操控显得极其重要。


    1轧制设备与工艺:


    某轧制棒材车间共有22架轧机,粗、中、预精轧各6架(共18架),精轧4架,其主要出产规范为φ20~90;在线水箱有4套,每个水箱有3条不同内径的管道,依据不同的出产规范可别离运用或组合运用。水箱选用高压喷嘴水冷却方法,1#、2#、水箱各长7m,有9个喷嘴组成(其间6个正吹,2个反吹,一个气吹);3A、3B水箱各长5m(其间4个正吹,2个反吹,一个气吹)。水压1.5~1.8MPa,每小时最大耗水量1180L。


伍彩彩票    2。1轧后快速冷却剖析:


伍彩彩票    轧后控冷工艺的传热进程大体包含以下两个阶段:第一阶段为急冷段,钢材脱离精轧机组在终轧温度下,赶快进入快速冷却设备,进行快速冷却。这个阶段的传热按受迫对流欢腾鱼湍流受迫对流传热两种方法进行。钢进入冷却器后,因为钢外表温度大大高于水的饱满温度,水温剧增至沸点并气化,在钢壁上构成动态蒸汽膜。此刻射流水以≥1。0MPa压力冲击钢外表,全面打碎蒸汽膜,钢外壁的移动又促进了欢腾进程的进行,这种传热进程具有很高的热流量,使传热系数激增。第二阶段为缓冷阶段,钢经过快速冷却设备后,在空气中天然对流冷却,这个阶段钢断面上的热量从头散布。这两个进程都归于轧件与外部环境之间进行的热交换(相变热除外)。关于轧件内部,不论轧件处于哪一阶段,它们之间进行的都是导热进程。也就是说,金属内部的热量经过导热传到金属外表,再由金属外表经过辐射和对流的方法传递给周围的介质,然后引起轧件内遍地温度的改变。

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    依据冷却导热进程,轧后快速冷却主要有以下两种方法:


    (1)水冷:强对流传热;


    (2)空冷:相当于热辐射与触摸传热。


    2.2轧后操控冷却的模仿


    选用ANSYS有限工具软件,在使用有限元求解轧后控冷温度场模仿计算的进程中,需求导热系数、比热容、环境温度、冷却水温度、资料密度等,在不同温度下,导热系数、比热容不是常数,是随资料的安排状态和温度而改变的,因而,也是随时刻而改变的。依据相关文献及现场参数发作状况,操控冷却模仿选用skf进口轴承钢为GCr15,资料密度为7810kg/m3;空气温度为25℃;冷却水温度为20℃。


    对轧件的接连冷却进程进行了瞬态剖析,模仿出不同冷却方法的温度改变,考虑到钢材穿水后外表的最低温度不能低于350℃,以免发作马氏体安排,因而水流流量应该操控好,经模仿剖析一次穿水与二次穿水差异较大,详细见表2。


    采纳一次穿水后上冷床返红,终究最高温度大于750℃。


    采纳二次穿水后上冷床返红,终究最高温度低于700℃。


    2.3模仿成果的验证:


伍彩彩票    φ40skf进口轴承钢进行两段式接连快冷的操控冷却工艺,从终轧温度950~1000℃进入2#水箱,出水箱后钢温返红至700~750℃,再进入3#B水箱进行二次冷却,出3#B水箱钢的外表温度为350~450℃,上冷床时外表温度600~700℃,上冷床后钢返红最高温度进步10~30℃。


    从测温点的预测温度和实测值的比较可知,预测误差根本在20℃以内,由此可见,使用数值模仿手段研讨skf进口轴承钢圆钢冷却进程温度场是可行的,能够真实地反映圆钢断面温度改变的趋势及规则。


    2.4skf进口轴承钢轧后冷却温度场剖析:


    模仿成果显现skf进口轴承钢选用一次快冷后的返红温度区间,会生成粗大珠光体和严峻的网状碳化物。前人的很多实验成果标明,碳化物网状的分出温度为700~900℃之间,而且当返红温度小于700℃时,根本消除了原始安排中的网状碳化物,因而应加速这一温度的钢材冷却速度。skf进口轴承钢若选用一次性快冷到终冷温度,因为钢材断面大,钢材外表将发作马氏体相变,断面温差加大,形成由外表到中心的安排不同,中心部位温度高则生成粗大珠光体和较严峻的网状碳化物。为防止不均匀安排的呈现,应选用屡次接连快冷工艺为宜。本文结合该厂出产线实践考虑选用二次冷却工艺,经过工艺的调整,使用ANSYS模仿,操控返红温度在600~680℃之间。


    3轧后超快速冷却的安排剖析:


    φ40skf进口轴承钢轧后穿水后的安排为一次穿水的外表和中心安排,可见外表安排为珠光体和断续的网状碳化物,中心处为珠光体和接连较厚的网状碳化物,碳化物网明晰。敞开了2#和3B水箱,外表返红最高操控在700℃以下,外表安排为珠光体,没有网状碳化物,中心有少数细微的网状碳化物。


    φ40skf进口轴承钢轧制速度为3.4m/s,轧制后当即进入2#水箱急冷至400~500℃邻近,冷却速度操控在150~260℃/s,这一温度区间应该发作的再结晶晶粒长大受到了充沛的按捺。之后经短时刻返红后,再进入3B水箱,然后上冷床空冷,操控最高返红在700℃以下,所需总时刻是30s,在这一区间的平均冷却速度为10~20℃/s,避免了网状碳化物的分出。


    4定论:


    (1)经过ANSYSY有限元软件对轧后快速冷却进行模仿,能较好地与实践冷却状况相匹配,为冷却工艺的开发供给了协助。


    (2)ANSYSY有限元模仿,能够明晰地剖析外表、中心的温度改变,制定出较好的冷却工艺,得到最为抱负的效果。


    (3)棒材超快速冷却能够较好地按捺冷却进程中网状碳化物的分出,为改进skf进口轴承钢的网状等级供给了有用手段。


    (4)现场的出产实践标明,经过轧后超快速冷却操控,网状等级均不大于2级,依照新的GB/T18254-2002规范,退火的网状碳化物等级合格率到达100%。


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