具有高粗糙度表面的冷轧辊及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及乳辊制造技术领域，尤其是一种具有高粗糙度表面的冷乳辊及其制造 方法。
【背景技术】
[0002] 随着冷乳乳制技术不断发展以及产品质量要求的提高，对冷乳辊性能的要求越来 越高。目前，在冷乳特殊钢板带材、薄板带材领域，对冷乳辊的辊表面质量要求极其严格，必 须使用粒度更高的砂轮磨削，如此辊身粗糙度值容易偏低；但是，辊面粗糙度必须达到较高 数值，才能保证乳制中不易打滑、提高乳制速度等乳制要求，同时才能保证产品进行镀锌等 二次加工的需求。
[0003]目前生产的Cr5冷乳辊，磨削后辊身粗糙度值偏低，有一定比例乳辊需要反复磨 削才能达到粗糙度要求。磨削效率较低，磨削量增加。通过改变磨削参数，辊面质量降低或 甚至不能达到上机要求，给乳辊磨削带来很大困扰。
【发明内容】
[0004] 本发明需要解决的技术问题是提供一种具有高粗糙度表面的冷乳辊及其制造方 法，以解决现有冷乳辊的辊表面粗糙度低的问题，提高冷乳辊的乳制效率和产品的乳制质 量，同时降低冷乳辊的重复磨削量，提高了磨削效率。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：具有高粗糙度表面的冷乳辊， 所述冷乳辊材质中的化学组分及重量百分含量为：
[0006] C0.80%~0.90%，Si0.20%~0.80%，Mn0.20%~0.80%，Cr4.50%~ 5. 50%，Mo0· 10%~0· 80%，V彡 0· 20%，P彡 0· 015%;S彡 0· 015% ;其余为Fe和不可 避免的杂质。
[0007] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述冷乳辊材质中的化学组分及重量百分含 量为：
[0008] C0.88%~0.90%，Si0.33%~0.38%，Mn0.35%~0.38%，Cr5.00%~ 5. 20%，Mo0· 30%~0· 40%，V0. 10 ~0· 15%，P彡 0· 015%;S彡 0· 015% ;其余为Fe和 不可避免的杂质。
[0009] 本发明的技术方案还公开了 ：具有高粗糙度表面的冷乳辊的制造方法，所述冷乳 辊的制造方法包括下列工艺步骤，
[0010] 1)按照冷乳辊材质中的化学组分及重量百分含量配制钢材原料，按照辊坯生产工 艺制得辊坯；
[0011] 2)对辊坯进行粗车和预备热处理；
[0012] 3)对辊坯进行感应淬火热处理；
[0013] 4)按照一定的磨削工艺参数进行磨削，得到辊面粗糙度满足要求的冷乳辊。
[0014] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤1)中辊坯生产工艺的具体过程为， 将钢材原料用电弧炉和精炼炉进行冶炼、模铸成电极锭，脱模后先对电极锭进行退火处理， 再对电极锭进行电渣重熔，对重熔后的电极锭的化学组分及重量百分含量进行化验，化验 合格后锻造成锻坯，对锻坯进行锻后热处理，最后进行车削加工得到辊坯。
[0015] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤2)中预备热处理的具体过程为，将 粗车后的辊坯加热至920~960°C，保温时间10~15h;将保温后的辊坯空冷至300°C以下， 再将辊坯加热至620~680°C进行高温回火，高温回火时间为24~36h。
[0016] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤3)中感应淬火热处理的具体过程 为，将预备热处理后的辊坯转移至感应淬火装置内，加热至980~1030°C，加热后的辊坯进 入-90~-150°C的液氮槽进行深冷，深冷时间为4~6h，深冷后的辊坯在空气中回温至室 温，再将辊坯加热至80~180°C进行低温回火，低温回火时间为80~150h。
[0017] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤4)中的磨削工艺中砂轮的宽度为 100mm，直径为900mm，粒度为80目。
[0018] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤4)中的磨削工艺参数具体为，砂轮 的横向进给量是〇~〇. 〇14mm/min，纵向进给量是800~2500mm/min，砂轮的转速是250~ 640rps，冷乳辑的转速是38rpm。
[0019] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述冷乳辊的辊面硬度为93~98HSD。
[0020] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述冷乳辊在磨削后的辊面粗糙度为 RaO. 400 ~0. 500μm。
[0021] 由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
[0022] 本发明通过对冷乳辊材质和制造方法的改进，获得了一种具有高粗糙度表面的冷 乳辊，兼有较高粗糙度和良好表面质量的辊面，用户使用效果良好，提高了生产效率，降低 了作业成本。
[0023] 本发明在冷乳辊材质中的化学组分及重量百分含量上做了较大改进，与传统Cr5 材质相比较，本发明对冷乳辊材质中的C及Cr、Si、Mn、Mo、V合金元素进行合理配比，降低 Si非碳化物形成元素含量，改善乳辊辊身组织及其碳化物的种类、粒度大小，提高Cr、Mo、 V含量，增加淬透性，同时增加合金碳化物数量，提高乳辊耐磨性，提高在机使用的粗糙度保 持能力；提高Μη含量，增加淬透性，适当提高晶粒度级别，与析出的合金碳化物共同作用改 善磨削性能。
[0024] 本发明获得了一种具有高粗糙度表面的冷乳辊，使乳辊更好发适应冷乳板带的乳 制要求，解决了磨削效率低的难题，同时降低了乳辊磨削量消耗。
[0025] 本发明对冷乳辊的制造工艺步骤进行较大的改进，辊坯生产工艺能够保证降低钢 中气体和非金属夹杂物含量，提高钢水纯净度，获得晶粒细小均匀，力学性能优良的辊坯。 通过对辊坯进行预备热处理，使得辊坯组织转变为球状珠光体，晶粒度适中，组织均匀，碳 化物呈颗粒状析出。通过对辊坯进行感应淬火处理，使得辊身组织均匀，硬度、耐磨性提高， 冷处理后残奥降低，对回火后金相组织进行检测，碳化物颗粒的种类、大小、数量明显改善。 限定了辊坯磨削工艺参数，使得乳辊获得良好的辊面质量，获得理想的粗糙度，同时便于对 比该工作辊的磨削性能。
【具体实施方式】
[0026] 本发明公开了一种具有高粗糙度表面的冷乳辊，冷乳辊材质中的化学组分及重量 百分含量为：C0.80%~0.90%，Si0.20%~0.80%，Μη0.20%~0.80%，Cr4. 50%~ 5. 50%，Mo0· 10%~0· 80%，V彡 0· 20%，P彡 0· 015%;S彡 0· 015% ;其余为Fe和不可 避免的杂质。
[0027] 冷乳辊材质中的化学组分及重量百分含量进一步优选为：C0.88%~0.90%， Si0. 33%~0. 38%，Μη0. 35%~0. 38%，Cr5. 00%~5. 20%，Mo0. 30%~0. 40%，V 0· 10~(λ15%，P彡(λ015% ;S彡(λ015% ;其余为Fe和不可避免的杂质。
[0028] 本发明还公开了具有高粗糙度表面的冷乳辊的制造方法，冷乳辊的制造方法包括 下列工艺步骤，
[0029] 1)按照冷乳辊材质中的化学组分及重量百分含量配制钢材原料，按照辊坯生产工 艺制得辊坯。
[0030] 步骤1)中辊坯生产工艺的具体过程为，将钢材原料用电弧炉和精炼炉进行冶炼、 模铸成电极锭，脱模后先对电极锭进行退火处理，再对电极锭进行电渣重熔，对重熔后的电 极锭的化学组分及重量百分含量进行化验，化验合格后锻造成锻坯，对锻坯进行锻后热处 理，最后进行车削加工得到辊坯。
[0031] 其中，退火处理的具体过程为，将电极锭加热至650~750°C，加热时间5~15h， 将加热后的电极锭炉冷到室温。
[0032] 锻后热处理的具体过程为，将锻坯加热至850~950°C，加热时间5~15h，进行正 火处理，正火处理后空冷至300°C，再回火加热至650~750°C，加热时间24~72h，再进行 退火处理。
[0033] 2)对辊坯进行粗车和预备热处理。
[0034] 步骤2)中预备热处理的具体过程为，将粗车后的辊坯加热至920~960°C，保温时 间10~15h;将保温后的辊坯空冷至300°C以下，再将辊坯加热至620~680°C进行高温回 火，高温回火时间为24~36h。
[0035] 3)对辊坯进行感应淬火热处理。
[0036] 步骤3)中感应淬火热处理的具体过程为，将预备热处理后的辊坯转移至感应淬 火装置内，加热至980~1030°C，加热后的辊坯进入-90~-150°C的液氮槽进行深冷，深冷 时间为4~6h，深冷后的辊坯在空气中回温至室温，再将辊坯加热至80~180°C进行低温 回火，低温回火时间为80~150h。
[0037] 4)按照一定的磨削工艺参数进行磨削，得到辊面粗糙度满足要求的冷乳辊。
[0038] 步骤4)中的磨削工艺中砂轮的宽度为100mm，直径为900mm，粒度为120目。
[0039] 步骤4)中的磨削工艺参数具体为，砂轮的横向进给量是0~0. 014mm/min，纵向进 给量是800~2500mm/min，砂轮的转速是250-640rps，冷乳辊的转速是38rpm。
[0040] 对本发明的具有高粗糙度表面的冷乳辊的制造方法得到的冷乳辊进行表面硬度 测试和辊面粗糙度测试。
[0041] 冷乳辊表面硬度的测试方法为：采用D型机械式肖氏硬度计现场检测，测试结果 数值单位HSD。冷乳辊的辊面硬度为93~98