钢花辊不锈钢管的氧气切割要点

钢花辊激光焊接的特征与优点

钢花辊原材料的火焰气焊切割方法

钢花辊材料的终锻温度

钢花辊热处理工艺

1.退火

将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。退火的目的，是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。

2.正火

正火是将钢加热到临界温度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除过共析钢的网状渗碳体，对于亚共析钢正火可细化晶格，提高综合力学性能，对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。

3.淬火

淬火是将钢加热到临界温度以上，保温一段时间，然后很快放入淬火剂中，使其温度骤然降低，以大于临界冷却速度的速度急速冷却，而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。淬火能增加钢的强度和硬度，但要减少其塑性。淬火中常用的淬火剂有：水、油、碱水和盐类溶液等。

而高速钢的淬火剂可以是“风”，所以高速钢又被称为“风钢”。

4.回火

将已经淬火的钢重新加热到一定温度，再用一定方法冷却称为回火。其目的是消除淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，以取得预期的力学性能。回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。回火多与淬火、正火配合使用。

调质处理：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火是指在500-650℃之间进行回火。调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。

时效处理：为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化，常在低温回火后（低温回火温度150-250℃）精加工前，把工件重新加热到100-150℃，保持5-20小时，这种为稳定精密制件质量的处理，称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理，以消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸，尤为重要。

5.表面热处理

表面淬火：是将钢件的表面通过快速加热到临界温度以上，但热量还未来得及传到心部之前迅速冷却，这样就可以把表面层被淬在马氏体组织，而心部没有发生相变，这就实现了表面淬硬而心部不变的目的。适用于中碳钢。

化学热处理：是指将化学元素的原子，借助高温时原子扩散的能力，把它渗入到工件的表面层去，来改变工件表面层的化学成分和结构，从而达到使钢的表面层具有特定要求的组织和性能的一种热处理工艺。按照渗入元素的种类不同，化学热处理可分为渗碳、渗氮、氰化和渗金属法等四种。

渗碳：渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。

渗氮：又称氮化，是指向钢的表面层渗入氮原子的过程。其目的是提高表面层的硬度与耐磨性以及提高疲劳强度、抗腐蚀性等。目前生产中多采用气体渗氮法。

氰化：又称碳氮共渗，是指在钢中同时渗入碳原子与氮原子的过程。它使钢表面具有渗碳与渗氮的特性。

渗金属：是指以金属原子渗入钢的表面层的过程。它是使钢的表面层合金化，以使工件表面具有某些合金钢、特殊钢的特性，如耐热、耐磨、抗氧化、耐腐蚀等。生产中常用的有渗铝、渗铬、渗硼、渗硅等。

钢花辊不锈钢管的氧气切割要点

1、不锈钢管燃点必须低于熔点：

这是气割过程能正常进行的最基本条件。如果不锈钢管的熔点低于其燃点，则在预热时不锈钢管将首先熔化，温度不再升高，以致在切割氧作用下不会发生燃烧过程。纯铁、低碳钢以及合金元素较少的低碳合金钢，可以满足这个条件，因而有很好的切割性能。而随着含碳量的增加，钢的熔点下降，燃点提高，如含碳量为0.70%的高碳钢，其熔点与燃点基本相等，因此含碳量大于等于0.70%的钢，用气割就比较困难。铝、铜、铸铁等材料的燃点高于熔点，故都不能用普通氧气切割方法进行切割。

2、不锈钢管氧化物的熔点低于不锈钢管的熔点且流动性好

只有这样，液态易流动的氧化物渣才能被吹掉，使切割过程继续。否则，高熔点的氧化物将以固态覆盖于切口，阻碍后面材料的氧化，使切割过程难以进行。如高铬钢、铬镍不锈钢管、铝及铝合金等材料的氧化物熔点均高于材料本身的熔点，因而不能用氧气切割的方法进行切割。

3、不锈钢管燃烧时应是放热反应

只有燃烧时放出足够的热量，才能对下层不锈钢管起预热作用，放出的热量越多，预热作用越大，就越有利于气割过程的顺利进行。切割低碳钢时，不锈钢管燃烧放出的热量约占预热热量的70%，而预热火焰供给的热量仅占30%左右。

4、不锈钢管的导热性要低

如果被割不锈钢管的导热性很高，则预热火焰及不锈钢管燃烧所供给的热量会很快向不锈钢管内部流失，使切口处温度急剧下降而达不到燃点，切割过程难以开始或中途停止。如铝、铜等有色不锈钢管，因导热性太高，故不能用普通的气割方法进行切割。 根据上述条件，氧气切割主要用于切割低碳钢和低合金钢。切割淬火倾向性大的高碳钢和强度级别高的低合金钢时，为了防止切口形成淬硬层或产生裂纹，应适当加大预热火焰能率，放慢切割速度，必要时可进行适当预热。铸铁不锈钢管等材料，必须采取特殊的工艺措施才能用氧气切割。至于铜和铝等有色不锈钢管具有较高的导热性，故不能用一般的切割方法。

5、不锈钢管中阻碍气割过程和提高钢的可淬性的杂质要少

阻碍气割过程的杂质如碳、铬以及硅等元素要少，同时提高钢的可淬性的杂质如钨、钼等元素要少，这样才能保证气割正常进行。当碳含量大于1—1.2%时割件就不能正常切割。

钢花辊激光焊接的特征与优点

特征：

（1）高的深宽比。因为熔融金属围着圆柱形高温蒸汽腔体形成并延伸向工件，焊缝就变得深而窄。

（2）最小热输入。因为源腔温度很高，熔化过程发生得极快，输入工件热量极低，热变形和热影响区很小。

（3）高致密性。因为充满高温蒸汽的小孔有利于熔接熔池搅拌和气体逸出，导致生成无气孔熔透焊接。焊后高的冷却速度又易使焊缝组织微细化。

（4）强固焊缝。

（5）精确控制。

（6）非接触，大气焊接过程。

优点：

（1）由于聚焦激光束比常规方法具有高得多的功率密度，导致焊接速度快，热影响区和变形都较小，还可以焊接钛、石英等难焊材料。

（2）因为光束容易传输和控制，又不需要经常更换焊炬、喷嘴，显著减少停机辅助时间，所以有荷系数和生产效率都高。

（3）由于纯化作用和高的冷却速度，焊缝强，综合性能高。

（4）由于平衡热输入低，加工精度高，可减少再加工费用。另外，激光焊接的动转费用也比较低，可以降低生产成本。

（5）容易实现自动化，对光束强度与精细定位能进行有效的控制。

钢花辊原材料的火焰气焊切割方法

一是首先要能够熟练调整火焰，首要问题是保证切割铸坯正常，如果自动切割不能够顺利完成，则必须通过人工利用手工割枪重新二次切割，这样造成了浪费，同时手工切割不能够保证切割质量的完好；

二是通过解决一些不正常现象，比如“常明火”，如尽量避免不切割状态下点火，避免燃气浪费，再比如防止各处接头管道上的漏气现象，以避免浪费；

三是要积极推广、试验新技术、新产品，突出体现在割嘴的新产品出现，“火苗”更加完美，切割效果有进步，割缝小，燃气用量相对也省。

钢花辊材料的终锻温度

钢花辊材料的终锻温度主要应保证在结束锻造之前钢仍具有足够的塑性，以及锻件在锻后获得再结晶组织。

合金结构钢的含碳量一般在0.12%～0.5%之间，其退火状态的金相组织分类属亚共析钢。合金工具钢的含碳量为0.7%～1.5%，是在碳素工具钢的基础上发展起来的，其退火组织一般属过共析钢。参考图10，对于过共析钢温度降至SE线（Acm）以下即开始析出二次碳化物（对于合金钢则为合金碳化物），且沿晶界呈网状分布，为了打碎网状渗碳体，使之成为粒状或断续网状分布，应在Acm以下两相区继续锻打，当温度下降到一定程度时则因塑性显著下降而必须终止锻造。过共析钢的终锻温度一般应高于A1（SE′线）50～100℃以上。

钢料在高温单相区（例如图10所示GSE线以上的奥氏体区）具有良好的塑性。所以对于亚共析钢一般应在A3以上15～50℃结束锻造，但对于低碳亚共析钢通过试验可知，在GS线（A3）以下的两相区也有足够的塑性（因低碳钢中的铁素体与奥氏体性能相差不大），因此终锻温度可取在GS线以下。

铸锭在未完全转变为锻态之前，由于塑性较低，其终锻温度应比锻坯的高30～50℃。

此外，锻件终锻温度与变形程度有关。若最后的锻造变形程度很小，变形量不大，不需要大的锻压力，即使终锻温度低一些也不会产生裂纹。故对精整工序、校正工序，终锻温度允许经规定值低50～80℃。

当亚共析钢在A3和A1温度区间锻造时，由于温度低于A3，所以铁素体从奥氏体中析出，在铁素体和奥氏体两相共存情况下继续进行锻造变形时，将形成铁素体与奥氏体的带状组织，只是铁素体比奥氏体更细长，而奥氏体在进一步冷却时（低于A1温度）转变为珠光体，所以室温下见到铁素体与珠光体沿主要伸长方向呈带状分布。这种带状组织可以通过重结晶退火（或正火）予以消除。

终锻温度过高，停锻之后，锻件内部晶粒会继续长大，形成粗晶组织。例如亚共析钢的终锻温度若比A3高出太多，锻后奥氏体晶粒将再次粗化。在一定范围的冷却速度下，魏氏组织容易在粗大晶粒的奥氏体中产生，它是由在一定晶面析出的铁素体和珠光体所构成。魏氏组织是钢产生过热的组织特征，若魏氏组织特别严重时，仅用退火或正火也难以完全消除，必须用锻造予以矫正。

需要指出的是，根据状态图大致确定的锻造温度范围，还需要根据钢的塑性图、变形抗力图等资料加以精确化。这是因为状态图是在实验室中一个大气压及缓慢冷却的条件下作出的，状态图上的临界点与钢在锻造时的相变温度并不一致。下面举例说明。

常用30CrMnSiA钢的熔点为1380℃，Ac3为830℃，Ac1为760℃。根据状态图临界点确定的锻造温度范围为580～1200℃。