摘　要：試驗研究出一種高硫鋼自潤滑新材料，利用金屬硫化物的自潤滑減摩作用來提高軋機導輥的使用壽（shòu）命（mìng）。從對試驗鋼的金相結構分析和磨損試驗，以及經生產實（shí）踐，結果表明當硫含量在（zài）1.5%時的導輥耐磨性Z佳，使用壽命（mìng）達到了不含（hán）硫導輥的2.4倍。
　　關鍵詞：高硫鋼；自潤滑；導輥；應用
　　1　概述
　　隨著（zhe）現代鋼鐵工業技術的發展（zhǎn），軋機（jī）的滑動導衛裝置逐（zhú）漸被滾動導衛裝置所代替，因而在軋鋼生產中滾（gǔn）動導衛用導輥的消耗量也越來越大。而滾動導衛用導輥使用壽（shòu）命的高（gāo）低，直接影響著生（shēng）產（chǎn）效率（lǜ）和產品合格率的提高，因此對提高導輥壽命的研究也在不斷的探索中。
　　引起導輥失效的Z主要原因是磨損，減少摩擦的Z有效的方法是在兩摩（mó）擦麵（miàn）之間加入潤滑材料，如Z常見的是加入潤（rùn）滑油脂，以達到減少摩擦和降低（dī）磨（mó）損的目的。然而根據熱軋導輥的高溫工（gōng）作環境，利（lì）用加入潤（rùn）滑油脂來（lái）減（jiǎn）少摩擦和降低磨（mó）損顯（xiǎn）然效果不理想，因為不論是天然的或人工（gōng）合成的潤（rùn）滑油脂的使用溫度都很難超過250 ℃[1]。
　　為提高（gāo）新鋼特鋼（gāng）軋鋼廠使用的滾動（dòng）導衛導輥使用（yòng）壽（shòu）命，設計了一種鋼基高硫的自潤滑減摩合金，利用合（hé）金中硫化物的自（zì）潤滑減摩作用來降低導輥在工作時的磨（mó）損速度，進而達到提高（gāo）導輥的使用壽命的目（mù）的。
　　2　實驗方法（fǎ）
　　2.1 材料製備
　　實驗鋼冶煉試製在（zài）新鋼特鋼公司實驗廠進行，采用中頻感應爐（lú）冶（yě）煉，砂型鑄造，試樣的化（huà）學成分（fèn）見表1。
　　2.2 實（shí）驗鋼（gāng）的金相組織觀察
　　從圖1發現，試驗鋼的金相組織主（zhǔ）要由兩相組（zǔ）成，一相為基體組（zǔ）織，由馬氏體（tǐ）和少量貝氏體組成；另一相為白色的長條狀或點狀存在的（de）物相，大部分沿晶界分（fèn）布，利用SEM對此深色物質進行（háng）點成分分析，結果為S：30.34%，Cr：48.28%，Fe：4.72%，Mo：16.65% ，可見該相為金屬硫化物。隨著硫含量（liàng）的增加，鋼（gāng）中硫化物增多，且體積大的硫化物也增加。
　　2.3 磨損試驗
　　2.3.1 實驗（yàn）方法
　　采用ML10型銷盤磨損（sǔn）試驗機進行磨（mó）損實驗。磨損方式為幹磨（mó），磨損性能衡量標準為失重法。對磨金屬盤采用45鋼（gāng），硬度HRC2218，尺寸Φ126 ×8mm，轉速（sù）60～120r/min。
　　2.3.2 磨損實驗結果
　　磨損試（shì）驗結果見表2。
　　2.3.3 磨損試樣表麵形態
　　磨損試樣表麵（miàn）形態見圖2，圖3，圖4，圖5。
　　從磨損試驗數據中可發現，1號、2號和4號試樣的耐磨性基本一致，而3號（hào）試（shì）樣的耐磨性卻有明顯的上升。結（jié）合磨損試樣的電（diàn）鏡照（zhào）片分析，試驗鋼的磨損表麵有劃痕、表麵物質脫落形成的坑和（hé）粘（zhān）著（zhe）物，磨損的主（zhǔ）要機理是磨（mó）粒磨損和粘著磨損[2，3]。
　　仔細觀察各試樣的（de）磨損麵可以發現，在磨損麵上存在有黑色物質塗抹在白色的基體組織上，該物質是鋼中的硫化（huà）物相在摩（mó）擦過程中被帶出並被塗抹（mò）在摩擦表麵。
　　3　生產試驗
　　3.1 試驗方法（fǎ）
　　生產（chǎn）實驗在（zài）新鋼公司特鋼軋鋼廠（chǎng）Φ650mm軋機上進行，將不同硫含量的試驗鋼製成滾動導衛的導輥。磨損的性能衡量標準為過鋼量，即用每個導輥從安裝（zhuāng）後使用到報廢時所軋圓鋼的的重量來衡量。為保證試驗數據的可靠性，所有（yǒu）試驗用導輥都加工成同一種規格（gé）（Φ85mm～Φ90mm）。
　　3.2 試驗（yàn）結果
　　生產試驗結果（guǒ）見表3。
　　4　結果（guǒ）分析
　　從金屬磨損試驗和生產試驗的結果數據以及對金屬磨損麵形態的分析，實驗鋼在摩擦過程中，組（zǔ）織中的硫化物相被帶出，由於軋件的高溫以及摩擦產生的熱（rè）量使得MoS₂發生熱分解後與合金中的鉻反應生成了C_rXS_Y（X/Y=2/3-1）型硫化物共晶體，這種化合（hé）物在（zài）高溫下可以變軟或熔化，在摩擦麵之間形成潤滑膜，並具有轉（zhuǎn）移性，從而具有減摩性能[4，5]，使得（dé）實驗鋼在工作時具有減少磨損量，從而提（tí）高了（le）使用壽命。
　　金屬磨損試驗中2號樣和4號樣的磨損量（liàng）與1號樣相（xiàng）比並沒有大（dà）的變化，分析原因認為2號樣由於硫化物在鋼種未達到一定的量，從而使得硫化物的減摩能力在磨損試驗結果中未得到體現；4號樣則由於硫化物在鋼種的量過（guò）多，造成在摩擦時被帶出的量過多，從而使得試樣的失重大，相反對耐磨性有（yǒu）不利的一麵。
　　5　結論
　　（1）實驗的鋼基高硫自潤滑減摩合金鋼由兩相（xiàng）組成（chéng），一相為基體組織（馬氏體），具有高硬（yìng）度、強度，在摩擦過程中起支撐作用；另一相為潤（rùn）滑組織（硫化物），在摩擦過程中起減（jiǎn）摩作用（yòng）。兩相在摩擦磨損過程中相輔相成（chéng），因此（cǐ）實（shí）驗鋼（gāng）具有減少磨損量，提（tí）高導輥壽命（mìng）的作用。
　　（2）從結果來看，鋼中（zhōng）硫含（hán）量在1.5%時的作用Z為明顯，硫含量過高或過低均起不到減摩的作用。
　　參考文獻
　　[1] 邵荷生,張　清. 金屬的磨料磨損（sǔn）與耐磨材[M]. 北京:機械（xiè）工業出版社, 1988.
　　[2] 孫家樞. 金屬的磨損[M]. 北京:冶金工業出版社, 1992.
　　[3] 謝敬佩,李（lǐ）　衛,宋延沛,等. 耐磨鑄鋼及熔煉[M]. 北京:機械（xiè）工業出版社, 2003.
　　[4] 劉（liú）如鐵,李溪濱. MoS₂對鎳基自潤滑材料摩（mó）擦學特性（xìng）的影響[J]. 粉末冶（yě）金技術, 2000, (1) : 47 - 51.　
　　[5] 闞存（cún）一. 一（yī）種鎳鉻硫合金的研製及其摩擦（cā）學特性（xìng）[J]. 摩擦學學報（bào）, 1994, 14 (3) : 193 - 204.