复合轧辊(英文:composite roll).
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外层和芯部材质主要根据轧辊所在机架对其使用性能的具体要求选定。常用的复合轧辊的外层材料有冷硬铸铁、无界冷硬铸铁、球墨铸铁、高铬铸铁、合金钢、半钢、高铬钢、高速钢、硬质合金等;芯部常用材料为灰铸铁、球墨铸铁、铸钢、锻钢。
复合轧辊广泛地应用在各类轧机上，如热轧板带轧机的精轧工作辊、板带轧机的支承辊、型线钢管轧机的中、精轧工作辊等等。一些组合轧辊的辊套也是复合的，如H型钢轧机的水平辊、钢管轧机的张力减径辊等。
复合轧辊(英文:composite roll).
制造复合轧辊的方法有多种，主要方法有以下几种:
(1)铸造方法。包括轧辊辊身在高速旋转的铸型中凝固的离心铸造法，用软质和韧性金属液置换轧辊凝固过程中芯部未凝固的硬质金属液的溢流法或称冲洗法，底漏法，在铸型中放置隔板并用相应的金属液分别浇注辊身和芯部的隔板法，以及20世纪90年代发展起来的在固态芯棒和环形结晶器的间隙中浇入辊身金属液的连续浇注复合(CPC)法(见图)等。
(2)焊接方法。主要有堆焊法、电渣焊法以及浇注液态金属到导电结晶器中的电渣熔焊法等。
(3)粉末冶金法。包括粉末材料和韧性芯棒在高温高压下熔接的热等静法及自蔓延合成法等。后者是将可进行放热合成反应的金属和非金属粉末原料置干模腔内并引燃，使其发生自蔓延合成反应，随即加压至最终轧辊形状的方法。
(4)喷射沉积法。即将高合金含量的辊身金属液在真空或氩气保护下雾化成液态微粒并沉积在轧辊芯轴上的方法。(5)锻造复合锭法。复合工艺方法的选择取决于轧辊辊身外层和芯部材质、轧辊尺寸和形状以及制造成本等因素。
与常规冲洗法和整体铸造法生产轧辊相比，离心铸造复合轧辊具有以下特点:
(1)金属液收得率明显提高。对于高铬铸铁轧辊，出品率相差更为悬殊，一般为70%与20%，可见离心法显著提高金属液收得率，减少金属液用量，降低成本。
(2)节约大量合金材料。离心铸造复合轧辊，其外层是高合金材质，以保证轧辊的使用性能，辊心选用廉价的灰铸铁、球铁或铸钢，而辊心所占重量明显大于辊身，因此用离心铸造法生产复合轧辊可节约大量合金材料，降低轧辊生产成本。
(3)轧辊表面质量明显改善。用常规方法生产轧辊，因外层金属液用量多，凝固慢，造成组织粗大、砂眼、夹砂和疏松等铸造缺陷多。而离心铸造生产复合轧辊，外层厚度容易控制，金属液用量少，凝固速度快，加之离心力的作用，外层在动态下凝固，气体和非金属夹杂物也易于从液态金属中排出，因此离心铸造复合轧辊外层组织细小、致密、铸造缺陷少，力学性能高。
(4)轧辊使用效果显著改善。与冲洗复合轧辊相比，离心复合轧辊具有硬度均匀，颈向硬度落差小等特点，因而使用寿命明显提高。离心复合辊比冲洗复合辊轧钢量增加43%，使用次数增加40%。
(5)生产效率高，操作简便和产品质量易于控制。此外，离心铸造生产复合轧辊还具有淬硬层深度较深和残余应力值较小等优点。
高硼低合金高速钢复合轧辊开发的关键技术问题及对策
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介绍了高硼低合金高速钢复合轧辊研究开发的主要内容和要重点解决的关键技术问题,指出其在规模化制备过程中的难点及相应的解决对策。
利用“喂线法”处理离心复合轧辊芯部球墨铸铁水
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采用脱硫-孕育-球化处理站"喂线法"处理离心复合轧辊球芯铁水,可改善脱硫、球化、孕育效果,减缓球化与孕育衰退,提高铁水质量;减少球化剂用量,降低成本,实现节能、降耗、减排、改善作业环境的目标;实现操作"机械化、自动化,数字化、智能化"的目标,符合科学发展观要求,符合建立资源节约型,环境友好型新型社会主义国家的要求,实现经济效益和社会效益双丰收目标。
如何修复失效轧辊一直是轧辊制造业面临的重大问题。目前虽然修复技术较多，但普遍存在修复组织粗大、修复层厚度较薄以及结合强度偏低等问题。因此，本项目拟采用喷射成形技术开展高钒钢复合轧辊修复实验研究，充分利用喷射成形快速凝固特点，获得组织细小、成分均匀、无明显宏观偏析的修复组织。首先，开展喷射成形工艺设计和改进优化，重点实现雾化锥和沉积器运动的有效耦合、改进沉积基体预热方式等；然后，重点研究修复层/基体的界面结合特征，揭示喷射成形工艺与材料组织性能的内在联系，阐明微观组织、碳化物特征对摩擦行为及磨损机制的影响规律。最后，根据实验工艺参数及组织性能结果，基于有限元模拟，对真实工况复杂环境下的喷射成形复合轧辊修复进行预测。为实现喷射成形复合轧辊修复的工程化应用奠定理论和技术基础。
如何设计最优化方案修复失效材料和部件，一直是再制造行业面临的重大问题。目前虽然修复技术较多，但普遍存在修复组织粗大、修复层厚度较薄以及结合强度偏低等问题。本项目采用喷射成形技术应用于材料修复领域，并对工艺方案进行了改进设计，实现雾化锥和沉积器运动的有效耦合、改进沉积基体预热方式。基于热力学、动力学模型，研究了喷射雾化液滴-介质交换温度变化规律及相演变特征，建立了基于热交换系数、润湿角、相变的耦合交互作用模型，揭示了不同热交换条件下液滴温度变化、凝固过程演变规律。运用相场法模拟不同边界热通量下枝晶生长行为，奠定喷射雾化合金液滴快速凝固控制理论。研究不同Ti、Co元素含量修复材料的晶粒尺寸、错配度、强化相尺寸及分布特征，探讨了影响因素对摩擦磨损性能的综合作用机制，建立了合金设计、凝固工艺制定、组织成分及性能调控的理论联系。
近年来，硬质合金轧辊以其优良的性能在钢铁生产中获得了越来越广泛的应用。但在硬质合金轧辊的生产和使用过程中仍然存在以下几方面的问题：
（1） 研制开发新型的硬质合金复合轧辊辊轴材料。随着轧钢工业对轧辊不断提出新的更高要求，常规的球墨铸铁辊轴材料将难以承受更大的轧制力和传递更大的扭矩，为此，必须开发高性能的硬质合金复合轧辊辊轴材料。
（2）在复合轧辊制造过程中，必须尽可能减小或消除内层金属与外层硬质合金之间因热膨胀失配而产生的残余热应力。硬质合金残余热应力是影响复合轧辊使用寿命的关键因素，因此，选用的内层金属和外层硬质合金之间的热膨胀系数差值应尽可能小，同时考虑对辊环进行消除残余热应力的热处理的可能性。
（3）由于不同机架上的轧制力、轧制力矩、热传导性能都是不同的，因此不同机架应使用不同牌号的硬质合金轧辊。在硬质合金轧辊材料的设计过程中，必须保证轧辊的强度、硬度与冲击韧性的合理匹配，应建立不同合金牌号材料的热物性参数的数据库，利用计算机实现轧辊材料设计的最优化。
（4）由于轧制过程中，硬质合金轧辊磨损不仅受外部条件如温度、轧制压力以及热冲击负荷等的影响，而且还受内部因素硬质相WC 与黏结相Co/Co-Ni-Cr 之间存在着相当复杂的物理化学反应的影响。这就使磨损情况变得更为复杂。为此必须加强该方面机理的研究。
喷射成形高钒钢复合轧辊修复及摩擦行为研究项目摘要