金属冷热切圆锯片瓢曲变形原因初探

　　1 前言

　　在棒材、管材以及型材生产过程中，常常采用冷、热锯进行切断;而其圆锯片在实际使用中经常会出现瓢曲变形、裂纹、崩齿、糊齿等现象，这不仅会影响轧钢的生产效率，也会给生产现场带来安全隐患并增加锯片消耗。为此，对锯片瓢曲变形的产生原因进行了多方面的分析、研究，并初步找出了预防和处理的措施。

　　2 锯片瓢曲变形的特征

　　金属冷热切圆锯片一般由65Mn热轧钢板经热处理、机加工以及人工校平后制成，它虽然属于大而薄的圆环体，但却具有良好的综合力学性能，锯片的整体硬度达到HRC27～35，σb≥900MPa，δ5≥10%，同时具有很高的平面度精度、端面圆跳动精度、几何尺寸精度，以及良好的刚性。尤其对于Φ1800mm以上的大规格锯片还要进行片体应力状态检测、动平衡检测以满足钢材锯切的要求。

　　但在实际生产过程中有部分锯片经数次使用后，由于各种外在及内在原因会出现瓢曲变形现象，见图1，其主要表现：一是锯片的整个片体呈现一个碟形，一面鼓出，另一面凹入，将据片立起，用手在锯片顶部施加一个轴向力往复晃动，感觉到其刚性并不太差，这时锯片产生的是碟形塑性变形;二是锯片呈扭曲状变形，片体的轴向跳动很大，将锯片直立用手晃动时感觉刚性很软，严重时甚至有站立不住的感觉，锯片外圆周呈荷叶形状。

　　类似情况在锯片生产过程中的热处理工序、磨削加工工序也有产生，主要外在特征也是中间鼓、手感刚性差，使用应力检测机检测时表现为正应力过大。因为锯切工作时这种锯片的侧向摆动大，工件断口容易切成斜口，达不到钢材标准要求，另外锯片侧摆加大还会加大锯口宽度，浪费钢材，严重时导致锯齿两侧面受力太大而且高频率循环往复，非常容易形成锯片齿根疲劳裂纹，不仅会影响钢材的加工质量，还会给生产现场带来安全隐患。

　　3 锯片瓢曲变形的原因分析

　　正常的锯片平面度好、刚性好。其内在原因是锯片的内应力分布均匀，方向一致性强，在使用过程中表现为抗侧向冲击能力强，不容易产生侧向变形。这种应力状态主要是通过对锯片热处理工艺过程进行适当调控而得到的，所以具有很强的记忆性，因此在锯片的生产过程中片体热处理是一个非常关键的加工环节。

　　但是在轧钢生产现场，一般追求生产高效率、高连续性，因而锯机的工作频率非常高，所以锯片始终处于高强度的工作状态。由于国内轧钢企业大多使用普通的金属冷热切圆锯机，精度普遍较低，主要表现为锯机的进给导轨配合间隙大，进给不稳定，锯片行走轨迹不平直;工件又大多处于不夹紧的自由状态，工作时对锯片有冲撞;锯片冷却条件不完备;有时为了赶产量，锯切工艺参数往往超出正常范围，使锯片承受超大负荷。所有这些因素都会导致或促进锯片产生瓢曲变形，从而影响锯片的使用效果。为了改进锯片使用条件，提高使用寿命，下面就锯片瓢曲变形的原因进行简要分析。