目前人們所稱的高速鋼軋輥均為高碳高速鋼復(fù)合軋輥，以成為現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)發(fā)展的重要組成部分。高速鋼軋輥?zhàn)?988年首次在日本的熱軋帶鋼軋機(jī)上成功應(yīng)用以來，經(jīng)過20年的發(fā)展，已在世界各國(guó)的軋機(jī)上獲得了廣泛的應(yīng)用。目前，鑄造高速鋼軋輥不僅廣泛應(yīng)用于冷、熱軋帶鋼熱連軋機(jī)精軋機(jī)架，也廣泛應(yīng)用于線棒材軋機(jī)精軋機(jī)架，同時(shí)在型材軋機(jī)、管材軋機(jī)、扁帶材軋機(jī)上也得到了很好的應(yīng)用。
以下就具體介紹一下合金元素在高速鋼軋輥中的應(yīng)用及高速鋼軋輥的加工工藝。
一、高速鋼軋輥的特點(diǎn)
高速鋼軋輥是問世時(shí)間最短、發(fā)展最快且應(yīng)用前景最廣的熱軋輥材料。高速鋼又名風(fēng)鋼或鋒鋼，意思是淬火時(shí)即使在空氣中冷卻也能硬化，并且很鋒利。它是一種成分復(fù)雜的合金鋼，含有鎢、鉬、鉻、釩等碳化物形成元素。合金元素總量達(dá)10%~25%左右。其特點(diǎn)是：（1）碳化物硬度高。2）熱穩(wěn)定性好。3）使用中易形成氧化膜。4）淬透性好。5）優(yōu)良的強(qiáng)韌性。6）良好的抗熱裂性。7）良好的耐磨性。
二、合金元素在高速鋼軋輥中的作用
1）碳（C）：高速鋼軋輥與普通高速鋼相比碳含量較高，根據(jù)不同成分配比在1.4%-3.5%之間（碳含量應(yīng)根據(jù)強(qiáng)碳化物形成元素的含量確定）。
2）釩（V）：釩能形成碳化物Vc，回火時(shí)Vc彌散析出，形成二次硬化，可以提高工件的沖擊韌性，硬度和耐磨性。一般控制在2.5%-4.0%。
3）鈮（Nb）：鈮比釩更貴，鈮和釩綜合作用會(huì)獲得回火后更好的二次硬化效果。鈮和釩的總量應(yīng)控制在3%-6%。
4）鉻（Cr）：高速鋼軋輥的淬透性主要靠鉻，鉻還可以調(diào)節(jié)基體的碳平衡，能提高抗氧化退碳和抗腐蝕能力。但鉻含量過高會(huì)在回火時(shí)形成不穩(wěn)定碳化物，降低熱穩(wěn)定性和紅硬性。
5）鎢（Wu）：鎢是促進(jìn)高速鋼抗回火性和紅硬性的首選元素。鎢還有一定的抗氧化性，如鎢含量過高會(huì)降低耐磨性，故綜合考慮鎢含量應(yīng)低于5%。
6）鉬（Mu）：鉬和鎢的性能是一樣的，鉬的密度比鎢低，在一定程度上可消除偏析現(xiàn)象。一般含量控制在4.5%-6.5%。
7）還有鎳（Ni）含量控制在2%以下可改善高速鋼軋輥的力學(xué)性能。硅（Si）含量控制在0.2%-1.0%。錳（Mn）行亮控制在0.3%-1.0%之間。硫（S）和磷（P）含量控制在0.3%以下，并且可根據(jù)設(shè)計(jì)在高速鋼軋輥中加入少量的鋁（Al），可增加高速鋼軋輥的脫碳敏感性。
三、高速鋼軋輥的生產(chǎn)工藝
（1）高速鋼軋輥的鑄造工藝
高速鋼軋輥的鑄造工藝有離心鑄造法，連續(xù)澆注外層成形法（CPC），電渣重熔法（ESR），液態(tài)金屬電渣熔接法（ESSLM），目前常見的鑄造方法為離心鑄造法，其優(yōu)點(diǎn)在于：不僅可以減少了換輥次數(shù)，延長(zhǎng)了軋制時(shí)間，降低了成本，而且提高了軋材表面質(zhì)量，增加了產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，突出了鑄造高速鋼復(fù)合軋輥的優(yōu)勢(shì)。
（2）高速鋼軋輥的熱處理工藝
1）退火：
①目的：在高速鋼軋輥澆鑄成形之后。為的是消除可能引起開裂的硬度高的不平衡組織及內(nèi)應(yīng)力以及便于機(jī)械加工。
②溫度的控制：退火加熱溫度及等溫溫度與通用的高速鋼等溫退火基本相同。加工溫度和冷卻溫度要慢：是為了防止退火時(shí)發(fā)生開裂，和防止在等溫后的的領(lǐng)取額過程中產(chǎn)生新的內(nèi)應(yīng)力。
2）淬火：
①目的：提高高速鋼軋輥的表面硬度和使用性能。淬火在機(jī)械加工后進(jìn)行。
②溫度的控制：淬火加熱溫度的確定與一般高速鋼淬火基本相同,因?yàn)檐堓伋叽绫容^大,故淬火加熱溫度可適當(dāng)降低。加熱時(shí)必須采取措施防止脫碳。在500e以下,加熱速度要慢一些,500e以上應(yīng)快加熱。爐溫到溫后可以保溫一段時(shí)間再出爐,也可以在軋輥表面溫度達(dá)到淬火溫度時(shí)立即出爐,即進(jìn)行所謂差溫淬火。淬火冷卻應(yīng)采取噴水冷,500e以上應(yīng)盡可能快冷,500e以下應(yīng)慢冷。冷至200e左右立即入爐回火
3）回火：
回火溫度與一般高速鋼回火相同,亦為550~560e，回火加熱與冷卻速度應(yīng)較慢以防止開裂,回火次數(shù)為3~4次（根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況按以上原則確定熱處理工藝）。
四、高速鋼軋輥的機(jī)械加工工藝
高速鋼軋輥屬于熱軋鋼，硬度一般在HRC45-62，首先進(jìn)行粗加工，留3mm左右的余量，之后精加工完成圖紙要求和表面粗糙度的要求，如表面粗糙度要求高，可精加工留0.2-0.5mm的余量磨削。
由于高速鋼軋輥的硬度高，并且屬于鑄造成型，工件表面很可能出現(xiàn)鑄造缺陷（高低不平，硬質(zhì)點(diǎn)，氣孔，夾砂等）。在加工過程中選擇的刀具材料很重要。目前，立方氮化硼刀片是加工黑色領(lǐng)域中效果最好的刀具材料。其中國(guó)內(nèi)加工高速鋼軋輥的刀具非建鋒超硬刀具BN-S20牌號(hào)莫屬。
建鋒超硬，我國(guó)超硬刀具國(guó)產(chǎn)化第一品牌，專業(yè)硬材料加工工具的領(lǐng)導(dǎo)者，其刀具方案可全方位、高效的完成硬材料加工行業(yè)領(lǐng)域的各種零部件的車削、銑削等一系列加工。目前被廣泛應(yīng)用于高硬度材料，熱處理后的高硬度工件，和其他難切削材料的零件領(lǐng)域。秉承“不求大而全，只做高精?！钡慕?jīng)營(yíng)理念，擁有被眾多客戶所信賴的刀具牌號(hào)。
建鋒超硬立方氮化硼刀片BN-S20牌號(hào)的優(yōu)點(diǎn)在于它屬于非金屬粘合劑立方氮化硼刀片，提高了刀具韌性，不僅硬度高，耐磨性好，而且抗沖擊性強(qiáng)，尤其加工大型高速鋼軋輥時(shí)，遇到工件表面不規(guī)整或夾砂，氣孔等缺陷正常加工，不需將工件表面磨平。并且可大余量粗車高速鋼軋輥，保證圖紙要求。
下面就簡(jiǎn)單介紹一下建鋒超硬立方氮化硼刀片BN-S20牌號(hào)車削加工高速鋼軋輥的案例。
五、建鋒超硬立方氮化硼刀片BN-S20牌號(hào)車削加工高速鋼軋輥的案例（如下圖）
六、總結(jié)
隨著軋制機(jī)廠對(duì)軋輥的使用性能要求的提高，越來越多的高硬度高質(zhì)量高性能的軋輥出現(xiàn)在機(jī)械加工車間，機(jī)械加工廠為了保證公司的整體效益不斷的尋找耐磨耐沖擊的刀具材料，這對(duì)刀具行業(yè)來說是一個(gè)很好的機(jī)遇，只要研制出高質(zhì)量高效率耐磨耐沖擊的刀具材料或刀具牌號(hào)，不僅可以占據(jù)刀具行業(yè)，為公司獲得利益，而且還推動(dòng)了機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。