具有良好磨削性的冷軋鋁工作輥及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及乳輥制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種具有良好磨削性的冷乳鋁工作輥及其 制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，先進(jìn)冷乳鋁乳機(jī)的鋁及鋁合金薄板帶產(chǎn)品作為成品或半成品直接用于某些 領(lǐng)域產(chǎn)品制造中，與此同時(shí)人們對(duì)冷乳鋁及鋁合金產(chǎn)品的外觀質(zhì)量要求也越來(lái)越高。傳統(tǒng) 工藝制造的9Cr3Mo材質(zhì)冷乳鋁工作輥在規(guī)定的磨削工藝下，有時(shí)需要反復(fù)磨削才能達(dá)到要 求的輥面表面質(zhì)量和粗糙度值。往往是達(dá)到了輥面表面質(zhì)量要求，但粗糙度值偏低，上機(jī)使 用后達(dá)不到乳制周期就會(huì)發(fā)生打滑或產(chǎn)品不符合表面質(zhì)量要求；當(dāng)調(diào)整磨削參數(shù)達(dá)到要求 的粗糙度時(shí)，輥面會(huì)出現(xiàn)螺旋紋、暗紋、劃傷等缺陷，不能上機(jī)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，此情況在多 數(shù)冷乳鋁廠發(fā)生，且占一定的比例，已經(jīng)對(duì)勞動(dòng)強(qiáng)度、生產(chǎn)效率、磨削成本以及生產(chǎn)組織等 造成了影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有良好磨削性的冷乳鋁工作輥及其制 造方法，適用于對(duì)乳輥表面質(zhì)量及粗糙度要求極其嚴(yán)格的冷乳鋁薄板帶乳機(jī)工作輥，改善 冷乳鋁工作輥的磨削性能。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：具有良好磨削性的冷乳鋁工 作輥，所述工作輥材質(zhì)的化學(xué)組分及重量百分含量為，
[0005]C0.85~0.95%，Si0.25~0.45%，Mn0.25~0.35%，Cr2.50~3.50%，Mo 0·20~0.40%，Ni<0.25%，P< 0.025% ;S< 0.025%;其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述工作輥材質(zhì)的化學(xué)組分及重量百分含量 為，
[0007] C0.88~0.93%，Si0.30~0.35%，Mn0.30~0.35%，Cr3.00~3.20%，Mo 0·30~0.40%，Ni<0.25%，P< 0.015% ;S< 0.010%;其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:具有良好磨削性的冷乳鋁工作輥的制造方法，所述制 造方法包括下列工藝步驟：
[0009] 1)按照工作輥材質(zhì)中的化學(xué)組分及重量百分含量配制鋼材原料，按照一定的輥坯 生產(chǎn)工藝制得輥坯；
[0010] 2)對(duì)輥坯進(jìn)行粗車(chē)和預(yù)備熱處理；
[0011] 3)對(duì)輥坯進(jìn)行感應(yīng)淬火熱處理；
[0012] 4)按照規(guī)定的磨削工藝參數(shù)進(jìn)行磨削。
[0013]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述步驟1)中輥坯生產(chǎn)工藝的具體過(guò)程為， 將鋼材原料用電弧爐和精煉爐進(jìn)行冶煉、模鑄成電極錠，脫模后先對(duì)電極錠進(jìn)行退火處理， 再對(duì)電極錠進(jìn)行荒磨，然后進(jìn)行電渣重熔，對(duì)重熔后的電極錠的化學(xué)組分及重量百分含量 進(jìn)行化驗(yàn)，化驗(yàn)合格后鍛造成鍛坯，對(duì)鍛坯進(jìn)行鍛后熱處理，最后進(jìn)行車(chē)削加工得到輥坯。
[0014]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述步驟2)中預(yù)備熱處理的具體過(guò)程為，將 粗車(chē)后的輥坯加熱至930~980°C，保溫時(shí)間10~15h;將保溫后的輥坯空冷至300°C以下，再 將輥坯加熱至620~650°C進(jìn)行高溫回火，高溫回火時(shí)間為20~30h。
[0015]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述步驟3)中感應(yīng)淬火熱處理的具體過(guò)程 為，將預(yù)備熱處理后的輥坯轉(zhuǎn)移至感應(yīng)淬火裝置內(nèi)，加熱至900~920°C，加熱后的輥坯進(jìn) 入-90~-150°C的液氮槽內(nèi)進(jìn)行深冷，深冷時(shí)間為4~6h，深冷后的輥坯在空氣中回溫至室 溫，再將輥坯加熱至80~180°C進(jìn)行低溫回火，低溫回火時(shí)間為80~150h。
[0016] 本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述步驟4)中的磨削工藝中砂輪的寬度為 100mm，直徑為900mm，粒度為120目。
[0017]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述步驟4)中的磨削工藝參數(shù)具體為，橫向 進(jìn)給量是〇~〇 .〇14mm/min，縱向進(jìn)給量是530~3100mm/min，砂輪的轉(zhuǎn)速是425~594rps，冷 乳車(chē)?yán)サ霓D(zhuǎn)速是38rpm。
[0018] 本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述工作輥的表面硬度為90~100HSD。
[0019] 本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述工作輥在磨削后的輥面粗糙度為 RaO. 500 ~0.650μπι。
[0020] 由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是：
[0021] 本發(fā)明通過(guò)對(duì)冷乳鋁工作輥材質(zhì)和制造方法的改進(jìn)，改善了冷乳鋁工作輥的磨削 性能，獲得了具有良好磨削性的冷乳鋁工作輥，同時(shí)滿足工作輥的表面硬度和輥面粗糙度 的要求，經(jīng)用戶(hù)使用驗(yàn)證效果良好。在薄板帶冷乳鋁乳機(jī)，能夠取代了進(jìn)口乳輥。
[0022] 本發(fā)明在材質(zhì)中的化學(xué)組分及重量百分含量上做了較大改進(jìn)，與傳統(tǒng)9Cr3Mo材質(zhì) 的冷乳鋁工作輥相比較，本發(fā)明對(duì)冷乳輥材質(zhì)中的C及其它合金元素進(jìn)行合理配比，對(duì)Si元 素的含量控制在0.25~0.45%，優(yōu)選0.30~0.35%，固溶強(qiáng)化基體。對(duì)Μη元素的含量控制提 高至0.25~0.35%，優(yōu)選0.30~0.35%，促進(jìn)加熱時(shí)奧氏體中碳化物溶解數(shù)量，提高淬透性 和基體強(qiáng)度。對(duì)Mo元素的含量控制提高至0.20~0.40 %，優(yōu)選0.30-0.40%，增加高硬度、高 耐磨性碳化物數(shù)量，相同硬度時(shí)回火溫度提高，增強(qiáng)組織穩(wěn)定性。
[0023]本發(fā)明獲得了具有良好磨削性的冷乳鋁工作輥，使乳輥更好發(fā)適應(yīng)薄板帶冷乳鋁 乳機(jī)的乳制要求，解決了磨削效率低的難題，同時(shí)降低了乳輥磨削量消耗。
[0024]本發(fā)明對(duì)冷乳輥的制造工藝步驟進(jìn)行較大的改進(jìn)，輥坯生產(chǎn)工藝能夠保證降低鋼 中氣體和非金屬夾雜物含量，提高鋼水純凈度，獲得晶粒細(xì)小均勻，力學(xué)性能優(yōu)良的輥坯。 通過(guò)對(duì)輥坯進(jìn)行預(yù)備熱處理，使得輥坯組織轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙钪楣怏w，晶粒度適中，組織均勻，碳 化物呈顆粒狀析出。通過(guò)對(duì)輥坯進(jìn)行感應(yīng)淬火處理，使得輥身組織均勻，硬度、耐磨性提高， 冷處理后殘奧降低，對(duì)回火后金相組織進(jìn)行檢測(cè)，碳化物顆粒的種類(lèi)、大小、數(shù)量明顯改善。 限定了輥坯磨削工藝參數(shù)，使得乳輥在合理的磨削工藝下既獲得良好的輥面質(zhì)量，減少磨 削缺陷，又能獲得所需的粗糙度。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明的輥身金相組織顯微圖；
[0026]圖2是傳統(tǒng)的輥身金相組織顯微圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明公開(kāi)了具有良好磨削性的冷乳鋁工作輥，工作輥材質(zhì)的化學(xué)組分及重量百 分含量為，
[0028]C0.85~0.95%，Si0.25~0.45%，Mn0.25~0.35%，Cr2.50~3.50%，Mo 0·20~0.40%，Ni<0.25%，P< 0.025% ;S< 0.025%;其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0029]工作輥材質(zhì)的化學(xué)組分及重量百分含量，進(jìn)一步優(yōu)選為，
[0030]C0.88~0.93%，Si0.30~0.35%，Mn0.30~0.35%，Cr3.00~3.20%，Mo0·30~0.40%，Ni< 25%，P< 0.015% ;S< 0.010%;其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0031]本發(fā)明還公開(kāi)了具有良好磨削性的冷乳鋁工作輥的制造方法，制造方法包括下列 工藝步驟：
[0032] 1)按照工作輥材質(zhì)中的化學(xué)組分及重量百分含量配制鋼材原料，按照一定的輥坯 生產(chǎn)工藝制得輥坯。
[0033]步驟1)中輥坯生產(chǎn)工藝的具體過(guò)程為，將鋼材原料用電弧爐和精煉爐進(jìn)行冶煉、 模鑄成電極錠，脫模后先對(duì)電極錠進(jìn)行退火處理，再對(duì)電極錠進(jìn)行荒磨，然后進(jìn)行電渣重 熔，對(duì)重熔后的電極錠的化學(xué)組分及重量百分含量進(jìn)行化驗(yàn)，化驗(yàn)合格后鍛造成鍛坯，對(duì)鍛 坯進(jìn)行鍛后熱處理，最后進(jìn)行車(chē)削加工得到輥坯。
[0034] 2)對(duì)輥坯進(jìn)行粗車(chē)和預(yù)備熱處理。
[0035]步驟2)中預(yù)備熱處理的具體過(guò)程為，將粗車(chē)后的輥坯加熱至930~980°C，保溫時(shí) 間10~15h;將保溫后的輥坯空冷至300°C以下，再將輥坯加熱至620~650°C進(jìn)行高溫回火， 高溫回火時(shí)間為20~30h。
[0036] 3)對(duì)輥坯進(jìn)行感應(yīng)淬火熱處理。
[0037]步驟3)中感應(yīng)淬火熱處理的具體過(guò)程為，將預(yù)備熱處理后的輥坯轉(zhuǎn)移至感應(yīng)淬火 裝置內(nèi)，加熱至900~920°C，加熱后的輥坯進(jìn)入-90~-150°C的液氮槽內(nèi)進(jìn)行深冷，深冷時(shí) 間為4~6h，深冷后的輥坯在空氣中回溫至室溫，再將輥坯加熱至80~180°C進(jìn)行低溫回火， 低溫回火時(shí)間為80~150h。
[0038]4)按照規(guī)定的磨削工藝參數(shù)進(jìn)行磨削。
[0039] 步驟4)中的磨削工藝中砂輪的寬度為100mm，直徑為900mm，粒度為120目。
[0040]步驟4)中的磨削工藝參數(shù)具體為，橫向進(jìn)給量是0~0.014mm/min，縱向進(jìn)給量是 530~3100mm/min，砂輪的轉(zhuǎn)速是425~594rps，冷乳輥的轉(zhuǎn)速是38rpm。
[0041] 本發(fā)明公開(kāi)的具有良好磨削性的冷乳鋁工作輥，對(duì)工作輥的表面硬度進(jìn)行測(cè)試， 測(cè)試方法為:采用D型機(jī)械式肖氏硬度計(jì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果數(shù)值單位HSD。工作輥的表面硬 度為90~100HSD。對(duì)工作輥在磨削后的輥面粗糙度進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試方法為:采用表面粗糙度 檢測(cè)儀現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果采用Ra表示，數(shù)值單位ym，Ra意義為表面輪廓的算術(shù)平均偏差， 數(shù)值指在一個(gè)取樣長(zhǎng)度內(nèi)縱坐標(biāo)值絕對(duì)值的算術(shù)平均值。工作輥在磨削后的輥面粗糙度為 RaO. 500 ~0.650μπι。
[0042]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：
[0043] 實(shí)施例1
[0044]本實(shí)施例的具有良好磨削性的冷乳鋁工作輥的制造方法，包括下列工藝步驟：
[0045] 1)按照工作輥材質(zhì)中的化學(xué)組分及重量百分含量配制鋼材原料，按照一定的生產(chǎn) 工藝制得輥坯。
[0046]具體為，將鋼材原料用電弧爐和精煉爐進(jìn)行冶煉、模鑄成電極錠，脫模后先對(duì)電極 錠進(jìn)行退火處理，再對(duì)電極錠進(jìn)行荒磨，然后進(jìn)行電渣重熔，對(duì)重熔后的電極錠的化學(xué)組分 及重量百分含量進(jìn)行化驗(yàn)，化驗(yàn)合格后鍛造成鍛坯，對(duì)鍛坯進(jìn)行鍛