优特钢及矫直工艺浅析

优特钢及矫直工艺浅析

 ,莫杰辉

宝武杰富意特殊钢有限公司  广东省韶关市 512000

摘  要： 优特钢是一种非常重要且常用的材料，在国内各大钢厂均大量生产，并广泛应用于国内的各行各业。本文介绍了特钢的分类，并就特钢产生的弯曲的矫直机的原理以及矫直机的工艺参数如辊缝、角度、反弯量、导板宽度和高度及矫直质量的影响。

关键词： 优特钢；两辊矫直机；矫直工艺

引言

随着我国的经济水平的飞速发展，我国的钢材也在快速提高，粗钢的产量已经跃居世界第一的水平。而特钢作为钢中精品，是国家成为钢铁强国的重要标志。特钢经过轧制、锻造或拉拔成圆钢、盘卷和板材，目前广泛应用于机械、汽车、军工、以及新兴产业等国民经济大部分行业，成为我国经济发展的支柱。虽然我国的钢产量为世界第一，但高品质的特钢还需大量从国外进口，我国的特钢发展还需继续努力。

一、优特钢的分类

1、优特钢根据其成分的不同，可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。低碳钢指含碳量低于0.25%的碳素钢，其拥有较低的硬度，有良好的塑性和韧性，成型性较好。中碳钢指含碳量0.25%～0.60%的碳素钢，其一般加入其它的合金元素，增加其机械和力学性能，是机械零部件的优良选择。高碳钢是指含碳量大于0.6%的钢材，其拥有高的硬度，主要用于弹簧、轴承、车削工具等。而根据用途的不同，可以细分为碳素结构钢、轴承钢、弹簧钢、齿轮钢、工具钢等。

2、优特钢的应用

根据优特钢的成分不同，其在不同的领域中广泛应用，以汽车为例，发动机主要应用有曲轴用钢，如42CrMo、SAE1538等；发动机齿轮用钢，如20CrMnTi、SAE8620等；活塞用钢，38MnVS6等；轴承用钢，GCr15、GCr15SiMn等；轮毂用钢SAE1055等，转向节用钢S45C等；稳定杆用钢55Cr3等；弹簧60Si2Mn等。在其他的行业，如航空航天、交通运输、小到日常使用的螺丝，覆盖了我们各行各业的方方面面。

二、圆钢矫直工艺分析

1、圆钢矫直原理

圆钢在轧制压下不合理、轧制后的温差、应力、堆放不当等使圆钢产生弯曲，需要使用矫直机对其进行矫直。圆钢矫直是矫直机给弯曲的圆钢一个超过其屈服点的反弯力，而产生一定的弹性变形，当外力去除后，圆钢发生弹性回复而达到平直。一般的圆钢矫直辊为具有特殊曲线的工作辊，工作辊被设置与棒材轴线成一定的角度，在矫直过程中工作辊旋转使圆钢旋转前进，得以反复反弯消除圆钢的不同曲率，获得良好的弯曲度材料[1]。根据矫直机的辊数不一样，可分为两辊矫直机和多辊矫直机。两辊矫直机一般为上凹下凸的特殊曲线的辊型，下辊提供反弯。多辊一般采用双曲线凹辊，通过调整中间辊的高低来提供反弯。

2、两辊矫直机工艺参数及对矫直质量的影响

对两辊矫直机而言，其重要的工艺参数为辊缝、上下辊的角度、导板的宽度和高度。

2.1辊缝

辊缝对两辊矫直至关重要，是保证矫直后平直度的重要参数，其提供了矫直需要的矫直力、挠度及前进的动力。当辊缝过大时，圆钢不能得到足够的反向力，下辊未形成相应的反弯，圆钢仅与矫直辊的两端相接，矫直后圆钢呈“香蕉弯”，圆钢的表面呈螺旋状大面积的压痕，圆钢长度方向未全部得到矫直。当辊缝偏小时，圆钢在矫直时受力挤压，长度申长，同时容易超出矫直机的负荷要求而导致电机跳闸和损坏矫直机。

在日常生产中根据实际的外卡尺卡量与HDMI显示值的不同，重新标定标定辊缝，防止显示值与实际值不一样，并在实际生产中需要用外卡尺卡量大概的实际值，防止辊缝与矫直料偏差。

2.2角度

角度主要影响矫直的弯曲度和表面质量。一般而然，下辊的角度相对上辊的重要性偏低，可设定在一个相对较大的角度而不作调整也可获得良好的矫直质量。但上辊的角度对矫直的质量影响很大，如角度偏大，会导致矫直后的圆钢产生头部弯曲，同时圆钢仅与矫直辊部分接触，使矫直辊局部磨损，导致矫直辊的使用寿命降低。角度偏小，则会在辊角位置压迫圆钢而产生螺旋状的压痕，影响圆钢的表面质量。

2.3导板宽度和高度

导板的作用主要是限定矫直圆钢在矫直机内沿着矫直辊的特定曲线矫直，是保证弯曲度的重要参数，主要影响矫直的弯曲度和表面质量，是矫直生产中的重要消耗品。当导板宽度过宽时，导板未对矫直的圆钢产生有效的约束，圆钢未按矫直辊的曲线进行矫直，可在相对宽的位置进行左右摆动，导致弯曲度过大。导板宽度偏小，在矫直过程中容易卡死，导板磨损的掉渣压入影响表面质量，同时加快导板的损耗。导板偏高或偏低容易使矫直辊压导板载体，损坏矫直机设备，同时圆钢与导板的边缘产生剐蹭而产生压痕。

3、多辊矫直机工艺参数及其影响

对多辊矫直机而言，其重要的工艺参数为反弯量、辊缝和角度，辊缝及角度与两辊矫直机类似，但对弯曲度而言，最重要的参数是反弯量。反弯量即相当于挠度，给矫直的圆钢产生反向力，反弯量过大或过小会使圆钢过矫或不足而使弯曲度超标。

三、结语

本文对优特钢的分类进行分析，并对两辊矫直机和多辊矫直机在生产中工艺参数对矫直的质量的影响进行分析，需要得到良好的矫直质量与矫直的工艺参数有着很大的关系

。

参考文献

[1] 夏凯枫.两辊矫直机辊形磨损后的矫直辊调整.冶金与材料,2021:133-134. 

[2] 崔甫•矫直原理与矫直机械[M].北京：冶金工业出版社， 2007.

[3] 杨志旭. 圆钢二辊矫直机控制系统的研究与设计[D]. 辽宁:东北大学,2012. 

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