瓦楞辊作为单面机械的核心部件,如果瓦楞辊出现表面裂纹问题会直接营销到单面机械的正常使用,一般情况下,瓦楞辊表面产生的裂纹方向常与磨削方向垂直或呈网状。其导致瓦楞辊这种事项主要有三大原因,分别为:热处理不当造成的;安装操作不正确导致的;磨削工艺不正确产生的。
一、由热处理不当造成的裂纹问题最严重
它给翻修工作造成无法避免的损失。瓦楞材料通常为35CrM.42CrM。其热处理方式为表面感应中频淬火,最高硬度达HRC55-60,硬度越高使用寿命就越长,若热处理工艺不当将会产生两种淬火裂纹:
1,纵向裂纹:瓦楞辊相对完全淬透齿底心部转变为马氏体导致表面切向拉应力过大所致。产生相对完全淬透,主要是淬火温度偏高感应圈的移动速度慢,或中频电机功率不够,马氏体与索氏体的临界太浅,即淬透层深度不足。
2,横向裂纹:瓦楞辊未被淬透,淬硬区和未淬硬区的过度部分有一个大的拉应力峰,且轴向应力大于切向应力。未淬透主要原因是特处理工艺粗糙,淬火温度选择不当(电流强度),感应圈移动速度太快,没有屏蔽措施,或中频电机功率不够,马氏体与索氏体的临界面太浅,即淬透层深度不足。
产生两种裂纹还有一个影响因素--时效裂纹:即回火工艺不及时或未充分回火使其残余奥氏体较多的组织转变增加应力。只要热处理工艺正确,瓦楞辊齿面硬度在HRC55-60,完全可以避免裂纹。首都航天机械厂的神箭牌瓦楞辊齿面硬度均在HRC55-60左右,我公司在翻修过程中未发现一次裂纹现象。而很多其他厂家的瓦楞辊齿面要么坑坑洼洼硬度不足,要么就出现纵向、横向裂纹,这是什么原因呢?关键是热处理工艺不正确所致。
二、安装不正确出现的裂纹
单面机上瓦楞辊以及压紧辊的安装,操作正确与否,将直接导致瓦楞辊是否产生裂纹或掉齿、崩齿。因为压紧辊两端压力不平衡或压力过高,将会引起下瓦楞辊两端局部掉、崩齿现象;
瓦楞辊不论新造还是翻修上瓦楞辊均存在中高参数。若上瓦楞辊轴线与下瓦楞辊轴线不平行必将产生局部冷作硬化(全齿幅面受力不均匀造成应力集中),在晶格畸变应力作用下与热处理缺陷应力叠加产生裂纹,其裂纹在瓦楞辊上呈S状,此时瓦楞辊纸板两侧呈相反方向不对称倒楞。
这种由冷作硬化产生的裂纹普遍存在于蒸气加热方式中,电加热方式中一般较少出现。因为蒸气式瓦楞辊的温度通常在170℃左右,它低于瓦楞辊材料的冷作硬化再结晶温度,而电加热式瓦楞辊的温度一般在500℃左右。(瓦楞辊表面颜色呈黑褐色),该温度已大于再结晶温度,从而消除了冷作硬化应力。
三、瓦楞辊的磨削裂纹
磨削裂纹完全由烧伤引起的,即磨削烧伤形成的二次马氏体所致。其特征是垂直于磨削痕迹,表现在齿面的表皮层下呈不规则的细、密、浅以及疏或密的网络状龟裂。
磨削烧伤裂纹是一个既简单而又复杂的问题,对新造瓦楞辊而言,它涉及到热处理残留下的多种应力和由铬、钼两种元素引起的第一类回火脆性作用;
对翻修瓦楞辊而言,它不仅有新辊的缺陷影响还要受到冷作硬化的威胁,只要各种应力小于材料的强度极限是不会产生裂纹的,即淬火钢的硬度只要不大于HRC55就不会产生磨削裂纹。磨削烧伤是难以避免的,因为磨削产生的热量在800-1200℃,砂轮吸热量约占12%,磨削吸热量约占4%,剩余的热量全部被瓦楞辊吸收。
磨削淬火瓦楞辊时若表面层产生回火现象,马氏体转化成索氏体或屈氏体(两种组织均为扩散度很高的珠光体),因体积缩小,表面层产生产残余拉应力,里层产生残余压应力。若表面层产生二次淬火现象,则表面层产生二次淬火马氏体,其体积比里层的回火组织大,因而表面产生压应力,里层产生拉应力。磨削时一般因磨削热较高,常以相变和热塑性变形产生的拉应力为主,所以表面层常常有残余拉应力。
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