[發明專利]具有自毛化特性的平整輥制造方法

有效

• 申請號: 201010268045.9
• 申請日: 2010-08-31
• 公開（公告）號: CN102381878A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 張俊寶;梁永立;史弼
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/10;C04B35/48;B21B27/00
• 代理公司: 上海科琪專利代理有限責任公司 31117
• 代理人: 鄭明輝

技術領域

????本發明涉及復合軋輥毛化技術，尤其涉及具有自毛化特性的平整輥制造方法。

背景技術

具有特殊表面形貌的冷軋薄鋼板在汽車和家電產業有著廣泛的應用。毛化冷軋薄鋼板是由表面經毛化處理的平整輥軋制而成的，其一系列表面形貌特征對鋼板的深沖、涂裝等工藝性能影響極大，毛化冷軋鋼板附加價值極高。

平整輥毛化技術依據加工原理可分成三大類：第一、物理加工，包括噴丸毛化技術；第二、熔化、汽化加工，包括電火花毛化技術、激光毛化技術及電子束毛化技術；第三、電化學加工，包括Pretex毛化技術和噴墨毛化技術。文獻2007中國鋼鐵年會論文集，2007?年對比進行了綜述。

噴丸毛化是最傳統的毛化方法，文獻?Wear,?1997,?207:34~40，專利CN93221264.6，CN97201491.8，US?5643054，利用高速旋轉的離心輪將具有尖銳邊緣、高硬度的沖擊材料(一般為鋼丸)加速噴向欲毛化的平整輥(速度約80?m/s)。在平整輥表面“切割”下細小的金屬微粒。噴丸毛化(SBT)工藝的根本性缺陷在于其毛化過程及結果是隨機且不均勻的、不可控和難再現的。文獻制造技術與機床2002年第5期采用氣體噴丸毛化，并對比了不同方法的優缺點。

電火花毛化技術工作原理及毛化方法，文獻?Electrical?discharge?texturing.Int.?J.?Mach.?Tools?Manufact，1992,32(1/2):183~193，和文獻?J.Mater.?Process.?Technol,?1994,?45:207~214，專利US20020132050，US?5250364。將平整輥和電極浸沒在絕緣的工作液中，在平整輥和電極上施加一定幅值和頻率的脈沖電壓。脈沖電壓使極間介質電離、擊穿，形成放電通道。在通道內、正極和負極表面分別成為瞬時熱源，瞬時高溫(約20000℃)使金屬材料熔化、汽化。在平整輥表面就形成了一系列電蝕坑。電火花毛化后平整輥表面往往形成白層而硬度降低，且其投資和設備運行成本相對較高，工作效率不高，并且也有污染問題。

激光毛化是采用高能量脈沖激光束作用于平整輥表面，使之加熱、熔化并部分汽化。使熔池金屬向四周堆起，同時在中間產生凹坑。但是激光毛化技術存在以下不足之處，效率較低，毛化成本高。激光毛化冷軋鋼板的凹坑排列過于整齊和具有規則，在噴漆后往往還能隱約看到凹坑所形成的螺旋紋路，影響了噴漆后板材的美觀性。相關專利如CN93109710.X，CN00128273.5，CN98242107.9，CN00264774.5均是在激光毛化的基礎上進行一定程度的優化。

電子束毛化，文獻?Iron?and?Steel?Engineer,?1997(9):36~40，專利US?3941970。為平整輥在真空室內旋轉并沿軸向移動，往復經過固定的電子槍。高能電子束投射在平整輥表面，以熱的形式釋放出能量。在足夠高的溫度下與電子束相遇的那部分材料便熔化并部分蒸發，形成形成凹坑。這可能是薄帶連鑄結晶輥毛化最可靠的技術，但是電子束毛化的設備十分昂貴，且工藝需要在真空中實現，這就限制了推廣和實際應用。

Pretex毛化技術本質上是一種電化學沉積的過程。專利US99367840，US?5789066，JP?6315584平整輥浸在含鉻的電解液中，通以直流電，平整輥表面形成微小的鉻球面的涂層，達到了毛化平整輥表面的目的。這種毛化技術還處于試驗階段，其加工效率不是很高，且由于發生電化學反應，易造成大量的有毒性化學廢物，對環境污染較嚴重。專利US?5186981采用了熱浸溶方法。

噴墨毛化技術，文獻?34th?mWSP?conf.?Proc.,ISS-AIME.?1993,?30:?485?~?489，專利US?6555223，JP?9155403，是將噴墨打印技術與電化學加工相結合而成的一種新穎的平整輥毛化技術。首先在計算機程序中設定好欲達到的毛化參數值，驅動打印頭將光致抗蝕劑打印在平整輥表面，這樣在平整輥表面形成一系列的光致抗蝕劑小點，然后利用與打印頭并列的腐蝕頭對平整輥進行電化學腐蝕，從而形成平整輥表面毛化形貌。但其加工效率不高。

綜合可見，鍍鉻是最有效的毛化技術之一，但是環境污染問題是目前關鍵的技術瓶徑，亟待解決。目前平整輥的毛化主要是在表面形貌的一種毛化結構，鍍鉻和表面浸蝕技術(包括噴丸、電解、電火花及激光等)是主要的毛化技術，但是所有這些技術普遍存在的問題是毛化層的壽命較短，當具有表面紋理的毛化層磨損后，平整輥必須進行下線修磨和表面再毛化，極大地限制了平整輥的單次使用壽命。