[發明專利]一種新型復合熱軋輥及其制造方法

無效

• 申請號: 201310171522.3
• 申請日: 2013-05-11
• 公開（公告）號: CN103316918A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 黃獻;陳云堂;馮強;文衛平
• 申請（專利權）人: 荊州恒隆汽車零部件制造有限公司
• 主分類號: B21B27/02
• 分類號: B21B27/02;B23P23/04
• 代理公司: 荊州市亞德專利事務所 42216
• 代理人: 陳德斌

技術領域

本發明涉及一種新型復合熱軋輥及其制造方法，屬熱軋輥生產制造領域。?

背景技術

在熱軋鋼生產中，軋鋼機上的熱軋輥是決定軋機效率和軋材質量的重要消耗部件之一，熱軋輥的自身質量直接影響鋼材的外形質量，而且熱軋輥工作在交叉變換的高溫和力的作用下，其表面反復受到摩擦，會產生強烈的磨損，因此，鋼廠對熱軋輥的質量有相當高的要求。并且不惜采用整體的高速鋼或硬質合金的軋輥，這樣，不但大大提高了生產的成本，對軋輥芯部材料也將造成了浪費，因此，對熱軋輥進行改進革新是鋼廠的一個重要課題。?

目前軋鋼廠對熱軋輥進行改進革新的方式，普遍是采用常規的中碳鋼：如55Mn2,55Cr,60CrMnMo,60SiMnMo等材料，并提升其表面硬度的方式，如高頻、中頻、滲碳等方式。這一方式雖然有一定的效果；但是由于熱軋輥在制造和使用前的準備工序中會產生殘余應力和熱應力，使用時又進一步受到了各種周期應力的作用，包括彎曲、扭轉、剪力、接觸應力和熱應力等，而這些應力沿輥身的分布又不均勻、且不斷變化的，究其原因不僅有設計因素，還有軋輥在使用中磨損、溫度和輥形的不斷變化的原因，此外，軋制條件也經常會出現異常情況，同時軋輥在使用后冷卻不當，也會受到熱應力的損害。并且軋輥除磨損外，還經常出現裂紋、斷裂、剝落、壓痕等各種局部損傷和表面損傷，上述原因不僅導致熱軋輥的使用壽命較短，還直接影響著軋鋼的效益和加工質量。?

?發明內容

本發明的目的在于：提供一種根據熱軋輥的應力分布特點，使用不同焊接材料，以改變熱軋輥表面不同部位的成分與組織，從而分散熱軋輥工作時所承受的輾壓力、熱應力、進而達到提升熱軋輥性能的新型復合熱軋輥及其制造方法。?

本發明是通過如下技術方案來實現上述目的的：?

一種新型復合熱軋輥，它由熱軋輥本體構成，熱軋輥本體包括輥身和輥頭，其特征在于：輥身的圓周上設置有環形凹槽，環形凹槽底部設置有過渡層，過渡層上設置有工作層；所述的過渡層材料為：0Cr17Ni4Cu4Nb合金鋼，過渡層的層深為20-30mm，所述的工作層材料為鈷鉻鎢合金（CoCrW）合金鋼，工作層的層深為10-15mm，所述的工作層截面呈“T”字形。

其制造方法包括以下步驟：?

1）、首先選擇合適的坯料按設計尺寸車制成熱軋輥本體，并進行表面探傷，再根據熱軋輥輥身的長度按要求車制出合適的環形凹槽；

2）、用丙酮溶液將熱軋輥本體表面油污清洗干凈，再在烘箱內對熱軋輥本體進行預熱，預熱溫度200°-250°，保溫20分鐘；

3）、熱軋輥本體預熱完成后，采用常規堆焊的方式將0Cr17Ni4Cu4Nb合金鋼溶化在環形凹槽底部，使其成為過渡層；

4）、過渡層堆焊完成后，采用常規堆焊的方式將鈷鉻鎢合金（CoCrW）合金鋼溶化在過渡層表面，使其成為工作層；工作層堆焊完成后，采用平面磨床對工作層表面進行精磨，使其粗糙度達到Ra0.8以上即可。

采用本發明制造的熱軋輥在工作時的應力是往板材（產品）的中間分布的，熱軋輥中間部分承受著更大的輾壓力，而往往熱軋輥也是由中間輥面出現裂紋、壓痕、氧化層脫落等缺陷（問題），這些裂紋、壓痕、氧化層脫落等在應力的作用下慢慢進行擴散，最終導致熱軋輥報廢。而本發明根據板材所承受的應力情況進行反向推算熱軋輥工作時受力情況，然后對熱軋輥表面結構進行改進，改變了熱軋輥表面不同部位的成分與組織，從而分散了熱軋輥工作時所承受的輾壓力、熱應力，進而以極小的制造成本和制造難度，提升了熱軋輥的使用壽命，可以使普通的企業均能自行完成熱軋鋼的制造過程（參見附圖2）。?

本發明的有益效果在于：?

本發明根據熱軋輥的應力分布特點，使用不同焊接材料，改變了熱軋輥表面不同部位的成分與組織，從而分散了熱軋輥工作時所承受的輾壓力、熱應力，進而達到了提升熱軋輥性能的目的；與傳統方法制造的對應熱軋輥相比，可以有效地提高熱軋輥的使用壽命，提升了加工的效益，減少了熱軋輥及軋機的維護時間，降低了鋼材的制造成本，具有很好的經濟效益。

附圖說明

圖1為本發明的熱軋輥的結構示意圖；?

圖2為本發明的熱軋輥在工作時的應力分布有限元分析圖。

圖中：1、輥身，2、輥頭，3、環形凹槽，4、過渡層，5、工作層。?

具體實施方式