Φ1210mm Cr5支承辊锻造工艺改进

张杨　白迪　马兆男

摘  要：针对辊身直径Φ1210mm的Cr5支承辊的锻造工艺进行优化，两次镦粗拔长改为一次镦粗拔长，KD法中心压实 ，保证探伤合格。

关键词：Cr5支承辊;KD法锻造;探伤合格

支承辊是轧机中用来支承工作辊和中间辊，防止在轧制过程中工作辊出现变形的重要部件，随着冷、热轧机不断地向高速化和自动化方向发展，对与之相配套使用的支承辊也提出了越来越高的要求。因此，采用合理的锻造工艺，使其充分的压实，拥有致密的组织尤为重要。Cr5支承辊由于合金含量较高，拥有优越的淬透性和良好的耐磨性、抗断裂性，是我公司生产支承辊常用的钢种之一。

企业的高效运营，降本增效是必走的一条途径。因此，对质量稳定的Cr5支承辊锻造工艺进行优化和改进，无论对于工艺挖潜还是企业的发展，都具有重大意义。

1、产品简介

1.1 材质：Cr5（Cr含量为4.50%-5.5%）。

1.2 超声波探伤标准执行JB/T4120-2006。

1.3 支承辊辊身名义直径Φ1210mm，钢锭锭型37t。锻件结构图见图1-1。

2、工艺优化方向

前期生产该吨位的支承辊，均采用两次镦粗和拔长，辊身锻比>4.0，产品质量非常稳定，现将工艺减少一次镦粗拔长，辊身锻比为2.8，减少一个锻造火次。

3、压实方法的选择

3.1 WHF法压实

WHF法采用大砧宽比、大压下率（砧宽比在0.6-0.77之间，压下率≥20%）迫使锻件心部产生较大变形，其心部变形比使用普通平砧要大的多，对锻合锻件内部的孔隙、消除疏松等缺陷十分有利。但是，由于WHF法是应变主导型的压实法，极易在拉应力作用下，坯料表面出现肉眼可见裂纹，裂纹数量较少可采用吹氧处理，裂纹成片出现或者深度较深，无法吹氧去除，及其容易导致锻件报废。

3.2 KD法压实

KD法锻造是在WHF锻造基础上开发的高温扩散加热、宽砧大压下量锻造法，利用钢锭在高温下有足够的塑性，在有限的设备上用宽砧大压下率锻造（压下率为15%-20%），采用135°上下V砧，鋼锭受到三向压应力，钢锭心部受到良好变形，并且不易产生表面裂纹。

3.3 在下料操作方面，WHF法和KD法的比较

由图1-1可以看出，该支承辊属于“矮胖”型支承辊，即辊身重，辊颈轻。WHF法采用平砧进行拔长，拔长后坯料端面属于基本平齐的状态，下料过程中为了避免端面凹心，下料长度L≥0.3D（D为下料时坯料的直径），而实际下料不需要0.3D长的原料量，造成了原料浪费。采用KD法锻造，由于采用上下V型砧进行拔长，拔长后坯料端面属于带“鼓肚”状态，直接按照实际需求量进行下料，也不会产生凹心。两者相比，KD法锻造未造成没有必要的原料浪费。

综上所述，用KD法锻造代替前期使用的WHF法锻造。即工艺优化方向为减少一次镦粗拔长，压实方法采用KD法锻造代替WHF法锻造。

4、锻造工艺要点

钢锭冶炼方式：转炉+LF+VD，设备：80MN油压机。

4.1 加热及锻造温度：钢锭脱模后热送至锻造车间，钢锭表面温度>600℃，迅速装入加热炉，始锻温度1240（-20，0）℃，终端温度850℃。

4.2 锻造变形及火次

Ⅰ火：压钳口，倒棱，去锭底;

Ⅱ火：镦粗至H=1000mm Φ～2010mm ，KD法锻造压实（900mm上下V型砧）。

操作要点：

（1）坯料压下量为坯料高度的20%;

（2）满砧进给，顺锤压下，互成90°翻转，每一趟与上一趟错半砧;奇数道次首砧压冒口，偶数道次首砧压水口;

（3）钢锭保温时间按照规程要求常规最短保温时间增加30%。

Ⅲ火：采用650mm上平砧，下V型砧，拔长直径尺寸至Φ1270mm， L～2460mm，三角刀压刻下料，再拔长各段至成品尺寸。

5、锻造工艺过程实施及结果

5.1、KD法锻造过程中坯料表面情况见图4-1，支承辊探伤波形图见图4-2。

由上图可见，KD法拔长过程中坯料表面未出现裂纹，超声波探伤符合JB/T4120-2006的标准。

6、结论

辊身直径Φ1210mm的Cr5支承辊，采用一处镦粗，KD法压实锻造，支承辊心部的疏松等缺陷能有效的进行焊合，超声波探伤可满足JB/T4120-2006。 与前期锻造工艺相比，节约一次镦粗、拔长，节约锻造成本2万元/支。

参考文献

[1] 甘红胜，赵欣，李勇，高Cr支承辊KD法锻造工艺模拟研究2016（3）.

[2] 付前进，孙福增，刘波，谢云岫，整锻支承辊锻造新工艺与研究《大型铸锻件》1994（1）.

[3] 刘敏，整体大型支承辊锻造工艺应用研究[J]，机械工人，2007，（8）：81-82.