CN108144965A - 一种适用于楔横轧轴类零件的轧辊及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轧辊及生产工艺，尤其涉及一种适用于楔横轧轴类零件的轧辊及生产工艺，轧辊的化学成分配置如下：C：1.8～2.2％、Si：0.4～0.60％、Mn：0.8～1.2％、P≤0.03％、S≤0.025％、Cr：1.2‑1.6％、Ni：1.6～2.0％、Mo：0.6～0.8％；V：0.2～0.4％、Nb：0.2～0.4％；余量为Fe及少量残余元素；然后通过双炉熔炼并添加钇基稀土变质剂和特殊的热处理工艺获得本发明轧辊。本发明通过化学成分的优化配置，尤其是通过加入铌、钒、来改变碳化物以不连续(粒状)状态存在，提高轧辊的显微组织，并通过在冶炼钢水时加入钇基重稀土变质净化钢水，提高纯净度，改善轧辊的综合力学性能，提高轧制产品产量和质量，延长轧辊使用寿命，达到企业降本增效的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种轧辊及生产工艺，尤其涉及一种适用于楔横轧轴类零件的轧辊及生产工艺。
背景技术
随着零件轧制技术的创新和快速发展，迅速改变此类零件用锻造方法生产的工艺。我国首创的楔横轧轴类零件工艺，不但轧制产量比模锻方法高数倍，而且质量比模锻好，并且相当一部分部位轧后无需切削加工，节材达到37％，可代替锻造与切削工艺的高水平。楔横轧的工作原理有两个带楔形模具的轧辊，以相同的方向旋转并带动圆形轧件旋转。轧件在楔形孔型的作用下，轧制成各种形状的台阶轴。楔横轧的变形主要是径向压缩轴向延伸。而现有的楔横轧轴类零件的轧辊由于材料选择及尺寸形状设置不合理等因素，经常表现为耐磨性差，加压韧性差，轧制红硬性和抗热疲劳裂纹性能不良等缺陷，造成轧辊使用寿命不高，轧制量少，增加企业生产成本。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种耐磨性高，综合性能优良，使用寿命长的适用于楔横轧轴类零件的轧辊及生产工艺。
实现本发明目的的技术方案是：
首先提供一种适用于楔横轧轴类零件的轧辊生产工艺方案；包括如下步骤：
(1)化学成分选择与配置：C：1.8～2.2％、Si：0.4～0.60％、Mn：0.8:～1.2％、P≤0.03％、S≤0.025％、Cr：1.2～1.6％、Ni：1.6～2.0％、Mo：0.6～0.8％；V：0.2～0.4％、Nb：0.2～0.4％；余量为Fe及少量残余元素；
(2)双炉熔炼钢水：中频电炉熔炼初级铁水，随后进行精炼，并加入重稀土变质剂，利用活性元素强化钢水，去除有害杂质元素；钢水成分达标后镇静，随后降温浇注；
(3)辊坯热处理：辊坯温度下降后进行开箱热处理，随后进行加热保温和喷淬处理，喷淬处理后进行回火，回火后出炉金加工。
上述技术方案，步骤(2)中中频电炉熔炼后，钢水至1550～1580℃出钢倒入LF钢包式精炼炉精炼；吨钢加入1～3千克钇基重稀土变质剂；钢水成分达标后出钢镇静8～10分钟，同时吹氩气振荡，钢温至高于液相温度30℃浇注。
上述技术方案，步骤(3)中辊坯温度至550～650℃开箱热处理，保温6小时升温到Acm+50℃保温12小时，然后吊喷淬机水雾喷淬，至450～550℃回炉保温6小时，回火升温至580～620℃，保温8小时炉冷，至常温后出炉金加工。
其次，提供一种适用于楔横轧轴类零件的轧辊技术方案，所述轧辊的化学成分为：C：1.8～2.2％、Si：0.4～0.60％、Mn：0.8:～1.2％、P≤0.03％、S≤0.025％、Cr：1.2-1.6％、Ni：1.6～2.0％、Mo：0.6～0.8％；V：0.2～0.4％、Nb：0.2～0.4％、Re：≥0.06％；余量为Fe及少量残余元素。
上述技术方案，所述轧辊辊面硬度60～70HSD，辊颈抗拉强度≥520Mpa。
上述技术方案，所述轧辊金相组织为粒状碳化物+回火索氏体+马氏体。
最后，一种适用于楔横轧轴类零件的轧辊组件，包括上辊和下辊，所述上辊和下辊两端均设有辊颈、轴承挡辊颈，中部为辊身；所述上辊和下辊环绕辊身间隔设置有2～5个楔形凸模，多个楔形凸模均匀设置在辊身上。
上述技术方案，所述楔形凸模的高度为h，h＝△r+0.12，△r为轧制楔入段轧制的V形槽最深处深度，单位为mm；所述楔形凸模的成形面与基面的水平夹角为成形角α，25°≤α≤28°，展宽角为β，6°≤β≤10°。
上述技术方案，所述轧辊辊身表面设有激光熔覆层，熔覆层厚度为10～25mm。
上述技术方案，所述上辊和下辊辊颈与轴承挡辊颈和轴承挡辊颈与辊身连接处均设有倒圆角，所述两倒圆角半径分别为辊颈和轴承挡辊颈的1/4。
采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：
(1)为适应零件轧制市场的发展和高效化，本发明通过化学成分的优化配置，尤其是通过加入铌、钒、来改变碳化物以不连续(粒状)状态存在，提高轧辊的显微组织，并通过在冶炼钢水时加入钇基重稀土变质净化钢水，提高纯净度，改善轧辊的综合力学性能，提高轧制产品产量和质量，延长轧辊使用寿命，达到企业降本增效的目的；
(2)本发明采用双炉熔炼和特殊热处理工艺：双炉冶炼可提高钢水纯净度，是去除H、O、N气体元素的重要手段；LF精炼能造白色的渣，降低P、S有害元素的含量，提高钢水的质量，浇注后钢水在凝固时增强轧辊显微组织的致密度和避免疏松区，进而提高轧辊的综合性能，延长轧辊的使用寿命，降低钢厂的轧制成本，增加生产效率和效益；
(3)本发明辊坯通过在适时的温度下开箱热处理，并结合最佳的保温时间和升温速度、淬火方式和介质及回火前的在一定温度下预保温和最适宜的回火温度和回火时间的综合运用，有效消除了轧辊热处理时的热应力，保证了轧辊形成粒状碳化物+回火索氏体+马氏体的基体组织，可使轧辊具有良好的耐磨性，很高的加压韧性，轧制红硬性和抗热裂性能，从而进一步提高轧辊的使用寿命，提高轧制产量；
(4)本发明通过对轧辊形状的优化设计，并结合成分优化配置和综合热处理对轧辊基体组织的改变，可满足轧辊在机使用时，轧制量比传统珠光体材质轧辊提高80％，轧制产品表面质量优异，深受用户欢迎；
(5)本发明楔形凸模通过最优的结构设计，可提高轧制零件成品合格率，并在辊身上设有多个楔形凸模，从而通过上、下两轧辊同向转动即可一次轧制出多个轴类零件，大幅度提高生产效率，且轧制的零件一致性好；
(6)本发明轧辊表面还具有通过激光熔覆形成的一定厚度的熔覆层，熔覆层的设置可有效降低轧辊的表面质量缺陷，从而进一步提高轧制轴类零件的表面质量，且激光熔覆层与轧辊基体之间为冶金结合，不易脱落，使用寿命长，且可大幅度提高轧辊耐磨性，有效延长轧辊的使用寿命；
(7)本发明轧辊组件中的轧辊两端设置的辊颈和轴承挡辊颈，且辊颈与轴承挡辊颈之间与轴承挡辊颈与辊身之间倒圆角的设置可降低轧辊轧制时受力过大造成连接处产生应力集中，从而产生裂纹并导致断裂，延长轧辊的使用寿命。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明轧辊组件结构示意图；
图2为本发明轧辊部分展开图；
图3为图2中A-A局部剖面图；
图中1、上辊；2、下辊；3、辊颈；4、轴承挡辊颈；5、辊身；5-1、楔形凸模；6、倒圆角；7、熔覆层；8、基体。
具体实施方式
(实施例1)
本实施例适用于楔横轧轴类零件的轧辊生产工艺，包括如下步骤：
(1)化学成分选择与配置：C：1.9％、Si：0.4％、Mn：0.9％、P：0.02％、S：0.01％、Cr：1.36％、Ni：1.7％、Mo：0.6％；V：0.2％、Nb：0.4％；余量为Fe及少量残余元素；
(2)双炉熔炼钢水：中频电炉熔炼初级铁水，钢水至1560℃出钢倒入LF钢包式精炼炉精炼；吨钢加入1千克钇基重稀土变质剂；钢水成分达标后出钢镇静8分钟，同时吹氩气振荡，钢温至高于液相温度30℃浇注；
(3)辊坯温度至560℃开箱热处理，保温6小时升温到Acm+50℃保温12小时，然后吊喷淬机水雾喷淬，至450℃回炉保温6小时，回火升温至580℃，保温8小时炉冷，至常温后出炉金加工。
通过此方法获得的适用于楔横轧轴类零件的轧辊化学成分为：C：1.9％、Si：0.4％、Mn：0.9％、P：0.02％、S：0.01％、Cr：1.3％、Ni：1.7％、Mo：0.6％；V：0.2％、Nb：0.4％；Re：0.06；余量为Fe及少量残余元素。基体组织为粒状碳化物+回火索氏体+马氏体。该轧辊的辊面硬度设计值为60～70HSD，本工艺获得的轧辊硬度为61.5HSD；辊颈抗拉强度设计值为≥520Mpa，实测值为535Mpa。
金加工后获得的适用于楔横轧轴类零件的轧辊结构示意图如图1～3所示，该轧辊组件，包括上辊1和下辊2，上辊1和下辊2两端均设有辊颈3、轴承挡辊颈4，中部为辊身5；上辊1和下辊2环绕辊身5间隔设置有2～5个楔形凸模5-1，多个楔形凸模5-1均匀设置在辊身5上，多个楔形凸模5-1之间的间距可根据所轧制的轴类零件的尺寸进行定制。
本发明楔形凸模5-1的高度为h，h＝△r+0.12，△r为轧制楔入段轧制的V形槽最深处深度，单位为mm；楔形凸模5-1的成形面与基面的水平夹角为成形角α，25°≤α≤28°，展宽角为β，6°≤β≤10°，本实施例中楔形凸模5-1的高度为35.12mm，成形角α为26°，展宽角为β为8°。
优选地，本发明轧辊辊身5表面设有通过激光熔覆获得的激光熔覆层6，熔覆层6厚度为10～25mm，本实施例实测熔覆层6厚度为18mm，该熔覆层6一方面可以改善轧辊表面质量缺陷，从而为获得良好的轴类零件提供保障，另一方面还可以提高轧辊耐磨性，且激光熔覆层与其他表面处理方法获得的渗层相比与基体8的结合力更强，为冶金结合，从而进一步提高轧辊使用寿命。
本发明上辊1和下辊2辊颈3与轴承挡辊颈4和轴承挡辊颈4与辊身5连接处均设有倒圆角7，两倒圆角7半径分别为辊颈3和轴承挡辊颈4的1/4，该倒圆角的设置可降低轧辊轧制时受力过大造成连接处产生应力集中，从而产生裂纹并导致断裂，延长轧辊的使用寿命。
(实施例2)
本实施例适用于楔横轧轴类零件的轧辊生产工艺，包括如下步骤：
(1)化学成分选择与配置：C：2.0％、Si：0.5％、Mn：1.0％、P：0.01％、S：0.02％、Cr：1.5％、Ni：1.9％、Mo：0.8％；V：0.3％、Nb：0.3％；余量为Fe及少量残余元素；
(2)双炉熔炼钢水：中频电炉熔炼初级铁水，钢水至1570℃出钢倒入LF钢包式精炼炉精炼；吨钢加入2千克钇基重稀土变质剂；钢水成分达标后出钢镇静9分钟，同时吹氩气振荡，钢温至高于液相温度30℃浇注；
(3)辊坯温度至600℃开箱热处理，保温6小时升温到Acm+50℃保温12小时，然后吊喷淬机水雾喷淬，至500℃回炉保温6小时，回火升温至600℃，保温8小时炉冷，至常温后出炉金加工。
通过此方法获得的适用于楔横轧轴类零件的轧辊化学成分为：C：2.0％、Si：0.5％、Mn：1.0％、P：0.01％、S：0.02％、Cr：1.5％、Ni：1.9％、Mo：0.8％；V：0.3％、Nb：0.3％；Re：0.08；余量为Fe及少量残余元素。基体组织为粒状碳化物+回火索氏体+马氏体。该轧辊的辊面硬度设计值为60～70HSD，本工艺获得的轧辊硬度为65.4HSD；辊颈抗拉强度设计值为≥520Mpa，实测值为550Mpa。
(实施例3)
本实施例适用于楔横轧轴类零件的轧辊生产工艺，包括如下步骤：
(1)化学成分选择与配置：C：2.1％、Si：0.6％、Mn：1.1％、P：0.01％、S：0.025％、Cr：1.4％、Ni：1.8％、Mo：0.7％；V：0.4％、Nb：0.2％；余量为Fe及少量残余元素；
(2)双炉熔炼钢水：中频电炉熔炼初级铁水，钢水至1580℃出钢倒入LF钢包式精炼炉精炼；吨钢加入3千克钇基重稀土变质剂；钢水成分达标后出钢镇静10分钟，同时吹氩气振荡，钢温至高于液相温度30℃浇注；
(3)辊坯温度至650℃开箱热处理，保温6小时升温到Acm+50℃保温12小时，然后吊喷淬机水雾喷淬，至550℃回炉保温6小时，回火升温至620℃，保温8小时炉冷，至常温后出炉金加工。
通过此方法获得的适用于楔横轧轴类零件的轧辊化学成分为：C：2.1％、Si：0.6％、Mn：1.1％、P：0.01％、S：0.025％、Cr：1.4％、Ni：1.8％、Mo：0.7％；V：0.4％、Nb：0.2％、Re：0.10；余量为Fe及少量残余元素。基体组织为粒状碳化物+回火索氏体+马氏体。该轧辊的辊面硬度设计值为60～70HSD，本工艺获得的轧辊硬度为68HSD；辊颈抗拉强度设计值为≥520Mpa，实测值为570Mpa。
本发明适用于楔横轧轴类零件的轧辊化学成分配置是按轧制轴类零件的条件来选择的，关键是加入铌、钒，并通过合适的含量(0.2～0.4％)来改变碳化物以不连续(粒状)状态存在，铌和钒的加入轧辊中，对基体组织的细化、碳化物形态生长是一对黄金搭档的合金元素，达到优化轧辊的显微组织，提高各方面的综合性能的目的。同时结合本发明双炉熔炼和特殊热处理工艺，通过在适时的温度下开箱热处理，并结合最佳的保温时间和升温速度、淬火方式和介质及回火前的在一定温度下预保温和最适宜的回火温度和回火时间的综合运用，有效消除了轧辊热处理时的热应力，保证了轧辊形成粒状碳化物+回火索氏体+马氏体的基体组织，使轧辊具有良好的耐磨性，很高的加压韧性，轧制红硬性和抗热裂性能，从而大幅度提高轧辊的综合性能；提高轧制产品产量和质量，延长轧辊使用寿命，达到企业降本增效的目的。
本发明最大的亮点是通过加入适量的钇基重稀土变质剂，利用其在冶炼期间稀土活性元素的作用，去除钢中的有害元素的影响，净化铁(钢)水，提高纯净度，进一步保证轧辊的力学性能。加入量过少时，形成的稀土氧化物等高熔点非均质形核核心不足，组织晶粒细化程度不佳，且钢内有害杂质无法完全净化，不能最大程度的提高轧辊的综合性能。加入量过多时，经研究表明，由于钢液内部不能提供足够的能量起伏使所有的晶核有效长大，所以晶粒不能进一步细化，反而会继续长大，不利于轧辊综合性能的提高，且加入量增多还会增加企业生产成本。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种适用于楔横轧轴类零件的轧辊生产工艺；其特征在于：包括如下步骤：
(1)化学成分选择与配置：C：1.8～2.2％、Si：0.4～0.60％、Mn：0.8:～1.2％、P≤0.03％、S≤0.025％、Cr：1.2～1.6％、Ni：1.6～2.0％、Mo：0.6～0.8％；V：0.2～0.4％、Nb：0.2～0.4％；余量为Fe及少量残余元素；
(2)双炉熔炼钢水：中频电炉熔炼初级铁水，随后进行精炼，并加入重稀土变质剂，利用活性元素强化钢水，去除有害杂质元素；钢水成分达标后镇静，随后降温浇注；
(3)辊坯热处理：辊坯温度下降后进行开箱热处理，随后进行加热保温和喷淬处理，喷淬处理后进行回火，回火后出炉金加工。
2.如权利要求1所述的适用于楔横轧轴类零件的轧辊生产工艺，其特征在于：步骤(2)中中频电炉熔炼后，钢水至1550～1580℃出钢倒入LF钢包式精炼炉精炼；吨钢加入1～3千克钇基重稀土变质剂；钢水成分达标后出钢镇静8～10分钟，同时吹氩气振荡，钢温至高于液相温度30℃浇注。
3.如权利要求1所述的适用于楔横轧轴类零件的轧辊生产工艺，其特征在于：步骤(3)中辊坯温度至550～650℃开箱热处理，保温6小时升温到Acm+50℃保温12小时，然后吊喷淬机水雾喷淬，至450～550℃回炉保温6小时，回火升温至580～620℃，保温8小时炉冷，至常温后出炉金加工。
4.一种适用于楔横轧轴类零件的轧辊，其特征在于：所述轧辊的化学成分为：C：1.8～2.2％、Si：0.4～0.60％、Mn：0.8:～1.2％、P≤0.03％、S≤0.025％、Cr：1.2～1.6％、Ni：1.6～2.0％、Mo：0.6～0.8％；V：0.2～0.4％、Nb：0.2～0.4％、Re：≥0.06％；余量为Fe及少量残余元素。
5.如权利要求4所述的适用于楔横轧轴类零件的轧辊，其特征在于：所述轧辊辊面硬度60～70HSD，辊颈抗拉强度≥520Mpa。
6.如权利要求4所述的适用于楔横轧轴类零件的轧辊，其特征在于：所述轧辊金相组织为粒状碳化物+回火索氏体+马氏体。
7.一种适用于楔横轧轴类零件的轧辊组件，包括上辊(1)和下辊(2)，所述上辊(1)和下辊(2)两端均设有辊颈(3)、轴承挡辊颈(4)，中部为辊身(5)；其特征在于：所述上辊(1)和下辊(2)环绕辊身(5)间隔设置有2～5个楔形凸模(5-1)，多个楔形凸模(5-1)均匀设置在辊身(5)上。
8.如权利要求7所述的适用于楔横轧轴类零件的轧辊组件，其特征在于：所述楔形凸模(5-1)的高度为h，h＝△r+0.12，△r为轧制楔入段轧制的V形槽最深处深度，单位为mm；所述楔形凸模(5-1)的成形面与基面的水平夹角为成形角α，25°≤α≤28°，展宽角为β，6°≤β≤10°。
9.如权利要求7所述的适用于楔横轧轴类零件的轧辊组件，其特征在于：所述轧辊辊身(5)表面设有激光熔覆层(6)，熔覆层(6)厚度为10～25mm。
10.如权利要求7～9任一项权利要求所述的适用于楔横轧轴类零件的轧辊组件，其特征在于：所述上辊(1)和下辊(2)辊颈(3)与轴承挡辊颈(4)和轴承挡辊颈(4)与辊身(5)连接处均设有倒圆角(7)，所述两倒圆角(7)半径分别为辊颈(3)和轴承挡辊颈(4)的1/4。
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|---|---|
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109694996A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-04-30 | 常州市力创轧辊有限公司 | 一种无缝钢管连轧机用合金石墨钢轧辊及其制备方法 |
| CN110195190A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-03 | 常州市中宇合金轧辊厂 | 新型高铬钢窄带钢支承辊及其加工工艺 |
| CN110238201A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-09-17 | 常州市中宇合金轧辊厂 | 一种改进型半钢型钢成品轧辊及其加工工艺 |
| CN110257709A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-20 | 常州市中宇合金轧辊厂 | 一种改进型半钢材质无缝钢管斜轧辊及其加工工艺 |
| CN110257710A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-09-20 | 常州市中宇合金轧辊厂 | 一种扎制高速钢轨用模具钢轧辊及其加工工艺 |
| CN110257706A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-09-20 | 常州市中宇合金轧辊厂 | 带槽铸造模具钢焊接钢管用冷轧辊及其加工工艺 |
| CN111974917A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-11-24 | 燕山大学 | 一种用于轧制微型轴的板式楔横轧机 |
| CN112725708A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-30 | 邢台德龙机械轧辊有限公司 | 用于模具钢中厚板粗轧的轧辊的制备方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU607629A1 (ru) * | 1975-09-18 | 1978-05-25 | Getsovich Yurij M | Стан поперечно-клиновой прокатки |
| SU1209351A1 (ru) * | 1984-07-16 | 1986-02-07 | Предприятие П/Я В-2084 | Инструмент дл многоштучной поперечно-клиновой прокатки |
| JPH0994629A (ja) * | 1995-09-28 | 1997-04-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 転造加工方法および転造加工用ダイス |
| JP2002220635A (ja) * | 2001-01-23 | 2002-08-09 | Nippon Steel Corp | 遠心鋳造製熱間圧延用単層スリーブロール |
| CN101658858A (zh) * | 2009-09-16 | 2010-03-03 | 北京科技大学 | 一种汽车后桥空心轴头的楔横轧成形方法 |
| CN101786132A (zh) * | 2010-02-05 | 2010-07-28 | 北京科技大学 | 一种汽车发动机气门毛坯楔横轧精确成形方法 |
| CN103302250A (zh) * | 2013-06-25 | 2013-09-18 | 常州凯达重工科技有限公司 | 轧边辊模具以及采用该模具生产轧边辊的工艺 |
| CN104191173A (zh) * | 2014-08-19 | 2014-12-10 | 常州凯达重工科技有限公司 | 一种高端铁轨轧机用轧辊生产工艺 |
| CN106825053A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-06-13 | 常州凯达重工科技有限公司 | 一种高速钢型钢成品轧辊及其制备方法 |
| CN208019139U (zh) * | 2018-01-04 | 2018-10-30 | 湖州中杭轧辊有限公司 | 一种适用于楔横轧轴类零件的轧辊组件 |
-
2018
- 2018-01-04 CN CN201810007538.3A patent/CN108144965A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU607629A1 (ru) * | 1975-09-18 | 1978-05-25 | Getsovich Yurij M | Стан поперечно-клиновой прокатки |
| SU1209351A1 (ru) * | 1984-07-16 | 1986-02-07 | Предприятие П/Я В-2084 | Инструмент дл многоштучной поперечно-клиновой прокатки |
| JPH0994629A (ja) * | 1995-09-28 | 1997-04-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 転造加工方法および転造加工用ダイス |
| JP2002220635A (ja) * | 2001-01-23 | 2002-08-09 | Nippon Steel Corp | 遠心鋳造製熱間圧延用単層スリーブロール |
| CN101658858A (zh) * | 2009-09-16 | 2010-03-03 | 北京科技大学 | 一种汽车后桥空心轴头的楔横轧成形方法 |
| CN101786132A (zh) * | 2010-02-05 | 2010-07-28 | 北京科技大学 | 一种汽车发动机气门毛坯楔横轧精确成形方法 |
| CN103302250A (zh) * | 2013-06-25 | 2013-09-18 | 常州凯达重工科技有限公司 | 轧边辊模具以及采用该模具生产轧边辊的工艺 |
| CN104191173A (zh) * | 2014-08-19 | 2014-12-10 | 常州凯达重工科技有限公司 | 一种高端铁轨轧机用轧辊生产工艺 |
| CN106825053A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-06-13 | 常州凯达重工科技有限公司 | 一种高速钢型钢成品轧辊及其制备方法 |
| CN208019139U (zh) * | 2018-01-04 | 2018-10-30 | 湖州中杭轧辊有限公司 | 一种适用于楔横轧轴类零件的轧辊组件 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109694996A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-04-30 | 常州市力创轧辊有限公司 | 一种无缝钢管连轧机用合金石墨钢轧辊及其制备方法 |
| CN110238201A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-09-17 | 常州市中宇合金轧辊厂 | 一种改进型半钢型钢成品轧辊及其加工工艺 |
| CN110257706A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-09-20 | 常州市中宇合金轧辊厂 | 带槽铸造模具钢焊接钢管用冷轧辊及其加工工艺 |
| CN110195190A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-03 | 常州市中宇合金轧辊厂 | 新型高铬钢窄带钢支承辊及其加工工艺 |
| CN110257709A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-20 | 常州市中宇合金轧辊厂 | 一种改进型半钢材质无缝钢管斜轧辊及其加工工艺 |
| CN110257710A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-09-20 | 常州市中宇合金轧辊厂 | 一种扎制高速钢轨用模具钢轧辊及其加工工艺 |
| CN111974917A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-11-24 | 燕山大学 | 一种用于轧制微型轴的板式楔横轧机 |
| CN112725708A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-30 | 邢台德龙机械轧辊有限公司 | 用于模具钢中厚板粗轧的轧辊的制备方法 |
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