[發明專利]一種軋輥表面強化與粗糙度控制方法

有效

• 申請號: 201210167462.3
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN103419137A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 段明南
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B24C1/10
• 分類號: B24C1/10;B24C5/00;B24C7/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 劉立平

技術領域

本發明屬于軋機軋輥表面處理技術領域，該裝置及技術用于對磨削完畢的軋輥表面進行粗糙度與表面強化處理，通過混合射流對軋輥表面的均勻轟擊，保證軋輥表面存在所需的表面微凹坑與粗糙度，同時通過高速轟擊方式提高軋輥表面的接觸強度，提高軋輥的一次服役壽命。

背景技術

現代冶金企業軋機所用的鑄鋼軋輥，大多采用高碳錳鋼鑄造而成。其材料表面設有初始櫻花層，所述初始櫻花層在首次使用后，由于磨損及重車，使得硬度較低的內層露出，經實測，其硬度通常僅為HRC25左右。因其硬度不高，耐磨性降低，使用壽命短，增加了備件的消耗費用。

為提高每個軋輥的整體服役壽命，冶金生產企業必須在對軋輥表面進行強化處理，以滿足軋輥本身以及產品對表面的質量要求。所述質量要求包括：防止打滑或粘結等，以顯著提高單次軋輥的軋制量。

為達到上述質量要求，對軋輥本身表面的質量要求指標為：需要毛化到3～12×3～12尖峰/mm²（指表面凸凹的形狀參數指標，即表面凸凹尖峰的高度值與凸凹的槽寬度值范圍）。通常，每平方毫米的尖峰數量取決于具體的軋制工藝和產品的表面要求。為達到上述表面指標要求，其常用的方法有三種，分別為壓縮空氣噴丸毛化、電火花毛化和激光毛化，他們各自特點如下：

壓縮空氣噴丸毛化是利用壓縮空氣瞬間噴射而出的高速氣流將一定質量與形狀大小的磨料顆粒高速拋射值軋輥表面，將已經磨光的軋輥表面打出印痕，是表面的粗糙度加大，實現軋輥表面毛化。因為壓縮空氣的驅動效果直接收空氣壓力的大小以及磨料顆粒的本體質量、形狀大小決定，其磨料顆粒的粒度直徑不能太小，因此在軋輥表面不可能產生較大的、較高的尖峰，毛化效果不穩定，尤其是不能滿足高表面質量產品的要求；雖然噴丸由冷作硬化軋輥表面的作用，但與另兩種毛化方式比，軋輥每次毛化后的單詞渣質量不高，輥耗高。優點是：毛化效率高，投資省。

電火花毛化是通過擊穿軋輥與電極間的絕緣層、軋輥因放電失去材料而在表面形成參差不齊的尖峰，實現軋輥毛化。因放電的強度可控，軋輥的表面粗糙度可以達到Ra0.8～15um，但尖峰的形狀和分布是不可控的。其尖峰在升溫后迅速被絕緣油冷卻而淬硬，從而高軋輥的過鋼量，輥耗較低，毛化效率較高，運行費用很高，投資較大。

激光毛化是將激光聚集成一個直徑在0.2mm左右的光斑投射至軋輥表面，將該區域的金屬熔化去除，形成毛化表面。因激光加熱區域小、速度快，對坑周圍區域的材料有很強的淬硬作用，從而將過鋼量提高到電火花毛化軋輥的2倍左右，輥耗低。但激光光斑直徑較大，2500KW以上激光器的最小光斑直徑約為0.15mm，形成的坑直徑在0.17mm以上，要事先高密度的毛化點陣以滿足汽車、家電高級板面要求目前仍存在較大困難。國產激光毛化機床投資在900萬RMB左右，運行費用較高。

在軋輥表面強化方面，目前主要采用鍍鉻的辦法。但是，該方法成本較高，在生產現場也不易實施。為此，生產企業迫切希望需要一種能再投資省、效率高、操作方便可行的方式來實現軋輥的表面處理工藝，以提高其使用壽命，降低備件的消耗費用。然而，根據目前常規的熱處理方法難以達到這一要求。

發明內容

為滿足上述要求，本發明的目的在于：提供一種軋輥表面強化與粗糙度控制方法，所述軋輥表面強化與粗糙度控制方法系利用高壓水帶動磨料顆粒的方式對軋輥表面進行噴射處理，以實現軋輥表面所需的處理指標。

本發明技術方案如下：

一種軋輥表面強化與粗糙度控制方法，包括：混合射流噴嘴與向混合射流噴嘴輸入介質的連接管路以及混合射流噴嘴的穩定夾持裝置，其特征在于，

所述表面處理裝置包含軋輥1、6、混合射流噴嘴4、介質輸送管路5、用于支撐多個混合射流噴嘴的支撐架3，

其中，混合射流噴嘴4通過介質輸送管路5輸送混合有一定粒度、一定質量的磨料顆粒之后，經過加速、噴射，形成高速射流2向軋輥表面1、6進行噴射、撞擊。

根據本發明所述的一種軋輥表面強化與粗糙度控制方法，其特征在于，所述表面處理裝置設置外部防護罩7。

因為，在磨料顆粒經過混合射流噴嘴4加速、噴射，并形成高速射流2向軋輥表面1、6進行噴射、撞擊時，噴射期間的水介質與磨料顆粒必然會發生飛濺，為保證操作人員的人生安全以及生產現場的噪聲、污染等，必須增設外部防護罩7進行整體防護。