[發(fā)明專(zhuān)利]一種耐磨、低摩擦阻力的軋輥軸頸及其生產(chǎn)工藝

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2012-08-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102806232A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃仲佳;陳志浩;劉明朗;姚敏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蕪湖市思提克新材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B21B27/02
• 分類(lèi)號(hào): B21B27/02;B21B27/06
• 代理公司: 蕪湖安匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 張小虹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軋制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種耐磨、低摩擦阻力的軋輥軸頸及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

軋輥是軋鋼廠軋鋼機(jī)上的重要零件，利用一對(duì)或一組軋輥滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力來(lái)軋碾鋼材，是使金屬軋材產(chǎn)生塑性變形的工具，是決定軋機(jī)效率和軋材質(zhì)量的重要消耗部件。軋輥在軋機(jī)部件中工作條件最為復(fù)雜，主要承受軋制時(shí)的動(dòng)靜載荷，磨損和溫度變化的影響。如軋輥在制造和使用前的準(zhǔn)備工序中會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和熱應(yīng)力。使用時(shí)又進(jìn)一步受到了各種周期應(yīng)力的作用,包括有彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪力、接觸應(yīng)力和熱應(yīng)力等。這些應(yīng)力沿輥身的分布是不均勻的、不斷變化的，其原因不僅有設(shè)計(jì)因素，還有軋輥在使用中磨損、溫度和輥形的不斷變化。軋輥在生產(chǎn)過(guò)程中損耗大，價(jià)格高，如何提高軋輥質(zhì)量降低損耗，對(duì)降低生產(chǎn)成本具有重要意義。

在軋輥各部位中，軋輥軸頸是工作環(huán)境最為惡劣的部位之一，也是軋輥工件失效損壞的主要部位。軋輥軸頸在穩(wěn)定運(yùn)行階段處于全膜潤(rùn)滑，而在低速或運(yùn)行/停車(chē)階段時(shí)潤(rùn)滑膜效率降低，處于混合邊界潤(rùn)滑狀態(tài)。在跑合階段時(shí)潤(rùn)滑油被擠出接觸區(qū)，油膜太薄以至不能形成足夠的邊界膜，再加上軋輥的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，局部接觸面處于貧油潤(rùn)滑狀態(tài)，因此軋輥軸頸的摩擦系數(shù)較高，導(dǎo)致軋輥軸頸及其配副的軸承的壽命并不高，軸頸和軸承的壽命一般只有一年的時(shí)間，同時(shí)摩擦阻力大也會(huì)降低能源效率。

目前，軋輥軸頸加工通常先經(jīng)過(guò)機(jī)加工，再采用淬火強(qiáng)化提高軸頸硬度和耐磨性能，最后精磨獲得低表面粗糙度，以達(dá)到耐磨、減摩的目的。現(xiàn)有的軋輥軸頸存在以下缺陷：1、軸頸采用低粗糙度的光滑表面，會(huì)產(chǎn)生潤(rùn)滑膜剛度低，導(dǎo)致摩擦阻力大、磨損率高的缺點(diǎn)；2、摩擦阻力大導(dǎo)致能源效率低的缺點(diǎn)；3、感應(yīng)淬火的方法，當(dāng)軋輥尺寸變化時(shí)，帶來(lái)許多附加工作，降低生產(chǎn)效率，增加生產(chǎn)設(shè)備，從而提高生產(chǎn)成本；4、感應(yīng)淬火不可避免的產(chǎn)生少量變形，淬火后一般都需要精磨工序，由于淬火后硬度高，精磨難度增大，增加生產(chǎn)成本；5、感應(yīng)淬火需要冷卻液，對(duì)環(huán)境有一定的污染，以及產(chǎn)生高溫和輻射對(duì)工人身體健康不利。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種耐磨、低摩擦阻力的軋輥軸頸，其目的是減少軋輥軸頸與軸承之間的磨損，延長(zhǎng)使用壽命，降低成本。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種耐磨、低摩擦阻力的軋輥軸頸，軸頸設(shè)在軋輥本體兩端，所述的軸頸表面設(shè)有用于存儲(chǔ)潤(rùn)滑油的凹槽結(jié)構(gòu)。

所述的凹槽結(jié)構(gòu)為一組開(kāi)口為圓形的凹槽結(jié)構(gòu)，開(kāi)口直徑為100-250μm、槽間距為50-200μm、槽深為50-250μm、織構(gòu)密度為15-20%。

所述的凹槽結(jié)構(gòu)的開(kāi)口直徑150μm、槽間距為100μm、槽深為100μm、織構(gòu)密度為16%。

為了實(shí)現(xiàn)與上述技術(shù)方案相同的發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了以上所述的耐磨、低摩擦阻力的軋輥軸頸的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

1）、軋輥毛坯制備；

2）、軋輥調(diào)質(zhì)處理；

3）、軋輥軸頸粗加工；

4）、軋輥軸頸精磨；

5）、軋輥軸頸表面激光織構(gòu)化處理，形成均勻分布的凹槽結(jié)構(gòu)；

6）、去除加工毛刺處理。

其中，優(yōu)選的，所述的激光為Nd：YAG脈沖激光，激光參數(shù)為：激光波長(zhǎng)為1000-1100nm，消光比≧32dB，激光輸出最大單脈沖能量為45-55J，激光脈沖頻率為1-100Hz，激光脈沖寬度為1-500ns。

所述的步驟5）中激光處理時(shí)，激光束不動(dòng)，軋輥軸頸動(dòng)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、在軋輥軸頸表面設(shè)有用于存儲(chǔ)潤(rùn)滑油的凹槽結(jié)構(gòu)，在跑合或低速時(shí)可以將凹槽結(jié)構(gòu)中的潤(rùn)滑油引入高接觸載荷區(qū)域，作為低速下低壓潤(rùn)滑油路徑進(jìn)口，提高軋輥軸頸潤(rùn)滑油膜的剛度，從而增加潤(rùn)滑膜厚度，降低機(jī)械摩擦副混合潤(rùn)滑條件下的摩擦阻力和磨損，減少軋輥軸頸與軸承之間的磨損，延長(zhǎng)使用壽命，降低成本；

2、激光處理提高軋輥軸頸的硬度，可以代替淬火處理，軸頸使用壽命提高3倍以上，此外，激光處理的軸頸不會(huì)產(chǎn)生變形，不需要在軸頸的高硬度狀態(tài)下進(jìn)行精磨加工，降低了精磨難度，提高生產(chǎn)效率；

3、激光處理只是對(duì)微小的區(qū)域聯(lián)系加工，工件的大小對(duì)激光器的要求沒(méi)有影響，因此處理不同尺寸的軋輥軸頸時(shí)，只需要更換夾具就可以加工，生產(chǎn)設(shè)備適應(yīng)性強(qiáng)；

4、不需要冷卻液、沒(méi)有輻射，生產(chǎn)安全，不會(huì)危害工人的身體健康。

附圖說(shuō)明

下面對(duì)本說(shuō)明書(shū)各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明軋輥構(gòu)造示意圖。