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有利于减轻偏析。在此基础上,研究了电磁场对离心铸造高速钢轧辊偏析的影响,发现电磁场在金属溶液中产生电磁力,其切向分量与溶液运动方向相反,迫使固液界面前的溶液产生流动,引起元素分配系数k的变化,有利于减轻高速钢轧辊元素偏析。电磁力的作用还会促使金属熔体对固—液界面和枝晶端部产生强烈冲刷作用,造成晶体从铸型壁脱落和枝晶折断,促进等轴晶的形成,有利于宏观偏析减轻。高速钢轧辊电磁离心铸造中,磁场作用还导致先析出相、原子簇团与金属溶液之间因其导电性及密度差异而产生运动状态的相异性,这种作用对于高速钢轧辊凝固过程中溶质再分配及最终的成分偏析也有重要影响。清华大学也发明了电磁离心铸造高速钢复合轧辊方法,浇铸时先在离心铸造设备外面加稳恒磁场组成的外加磁场,


使钢水凝固后与锻钢轴形成冶金结合。随着钢液不断注入,不断凝固,结晶器向上移动,最终形成外层为高速钢,辊芯和辊颈为锻钢的复合轧辊。由于外层材料经电渣精炼,洁净度高,可满足冷轧的要求,用作冷轧工作辊。日本日立公司用ESR法生产了尺寸为φ425 mm × 1880 mm的冷轧半高速钢轧辊。ESR法存在的 问题是成本较高,且难以制造较大的轧辊,另外,电渣渣料中含较多的CaF,会逸出HF、SiF4、SF6等有害气体,危害工人健康,造成环境污染。ESR法生产的半高速钢辊坯经轻锻后,在1060℃淬火和500℃回火后加工成轧辊,表面硬度为97 HS,有良好的耐磨性和抗事故能力。 我国科学家也发明了电渣熔铸制造复合轧辊方法。以预先制造好的辊芯为电渣熔铸的内结晶器,以需复合的轧辊外套层材料为电渣熔铸的自耗电极。该装置外结晶器的内径和连体双U形坩埚金属液出口的直径等于需复合的复合轧辊的外径;自耗电极的熔化速率控制在100-1000 kg/h。自耗电极可为一根或两根以上。该方法可使复合轧辊获得较窄的过渡层和良好的复合性能。



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较原双层或三层复合高速钢轧辊,在轧制过程中工作层剥落率降低30%左右,断辊机率减少50%-60%。但该方法制造高速钢轧辊工艺过于复杂,金属熔体种类过多,操作麻烦。 最近有关机构对高速钢轧辊偏析机理进行了深入研究,发现离心铸造高速钢轧辊偏析的主要原因是高速钢中存在与金属熔液密度不同的原子簇团,在离心力作用下,密度大的原子簇团向辊面移动,密度小的原子簇团向轧辊心部移动。而原子簇团产生的主要原因是高速钢轧辊中各种元素的物理和化学性质不同。影响离心铸造高速钢轧辊偏析的主要因素有:离心机转数、金属液凝固冷却速度和原子簇团性质,转速越高,凝固冷却速度越小,偏析越严重,反之偏析减轻。相同体积和密度的原子簇团,呈团块状或条状,比呈球形时的空间伸展尺度大,


