轧制机构、斜轧机及45钢棒材的超细晶轧制方法与流程

1.本发明涉及金属材料轧制技术领域，尤其涉及一种轧制机构、斜轧机及45钢棒材的超细晶轧制方法。


背景技术：

2.为提高金属材料的力学性能，增强棒材的强韧性，通常采用细晶强化、固溶强化、弥散强化和第二相强化等方法。对于细晶强化方法而言，晶粒越细，晶界越多，晶界对位错运动起阻碍作用，所以材料的强度会越高，同时细晶粒金属中，裂纹不易萌生，也不易传播，在断裂过程中可吸收更多的能量，具有高韧性，因此，通过剧烈塑性变形细化金属坯料晶粒的方法可以同时提高其强度和韧性，因而获得越来越多的关注。然而，相关技术中，对棒材的晶粒细化效果并不佳，无法满足相应需求。


技术实现要素：

3.本发明的第一个目的在于提供一种轧制机构，其旨在解决金属棒材的晶粒细化效果不佳的技术问题。
4.为达到上述目的，本发明提供的方案是：一种轧制机构，用于轧制棒材，包括两个主轧辊和两个副轧辊，两个所述主轧辊和两个所述副轧辊都分别隔着轧制线相对设置并共同围合形成变形区；
5.以所述轧制线为法线的所述变形区的任意截面中，连接两个所述主轧辊的中轴线的第一连线垂直于连接两个所述副轧辊的中轴线的第二连线；
6.所述主轧辊设有第一孔喉形成部，所述副轧辊设有第二孔喉形成部，两个所述第一孔喉形成部和两个所述第二孔喉形成部围合形成所述变形区的孔喉；
7.所述主轧辊还设有与所述第一孔喉形成部相邻设置的第一凸肩结构，所述第一凸肩结构用于围合形成所述变形区的减径段，所述减径段设于所述孔喉之朝向所述变形区的进料口的一侧，用于对坯料进行减径。
8.作为一种实施方式，所述第一孔喉形成部的直径大于所述第二孔喉形成部的直径；
9.所述主轧辊还设有沿轴向相对设置的第一端部和第二端部，所述第一端部的辊径小于所述第二端部的辊径，所述第一孔喉形成部和所述第一凸肩结构都设于所述第一端部和所述第二端部之间；
10.所述副轧辊还设有沿轴向相对设置的第三端部和第四端部，所述第三端部的辊径小于所述第四端部的辊径，所述第二孔喉形成部设于所述第三端部和所述第四端部之间；
11.所述第一端部和所述第四端部对应设置，所述第二端部和所述第三端部对应设置。
12.作为一种实施方式，所述第一凸肩结构设于所述第一端部和所述第一孔喉形成部之间；
13.所述主轧辊包括沿轴向依次同轴设置的至少三个类圆台部，所述主轧辊的所有所述类圆台部中的任意相邻两个所述类圆台部的相邻底面的直径相同；
14.所述主轧辊的所述至少三个类圆台部中的一个所述类圆台部形成所述第一凸肩结构，沿从所述第一端部到所述第二端部的方向，所述第一凸肩结构与后一个相邻的所述类圆台部的连接处形成所述第一孔喉形成部，所述第一凸肩结构与前一个相邻的所述类圆台部的辊面锥角差值大于或等于15
°
，并且所述第一凸肩结构的长度与所述第一端部和所述第一孔喉形成部之间的所有所述类圆台部的长度之和的比值小于或等于1/4。
15.作为一种实施方式，所述主轧辊包括沿轴向依次同轴设置的至少四个类圆台部，所述第一孔喉形成部和所述主轧辊的所述第二端部之间设有至少两个所述类圆台部；且/或，
16.所述第一凸肩结构的辊面锥角大于或等于18
°
且小于或等于30
°
，所述主轧辊除所述第一凸肩结构之外的各所述类圆台部的辊面锥角都大于或等于4
°
且小于或等于6
°
。
17.作为一种实施方式，所述主轧辊包括沿轴向依次同轴设置的五个所述类圆台部，所述第一孔喉形成部和所述主轧辊的所述第二端部之间设有三个所述类圆台部。
18.作为一种实施方式，所述第一凸肩结构设于所述第二端部和所述第一孔喉形成部之间；
19.所述主轧辊包括沿轴向依次同轴设置的至少三个类圆台部，所述主轧辊的所有所述类圆台部中的任意相邻两个所述类圆台部的相邻底面的直径相同；
20.所述主轧辊的所述至少三个类圆台部中的一个所述类圆台部形成所述第一凸肩结构，沿从所述第一端部到所述第二端部的方向，所述第一凸肩结构的横截面面积逐渐减小，与所述第一凸肩结构相邻的后一个所述类圆台部的横截面面积逐渐增大，所述第一凸肩结构与前一个相邻的所述类圆台部的连接处形成所述第一孔喉形成部。
21.作为一种实施方式，所述主轧辊包括沿轴向依次同轴设置的四个类圆台部，所述第一凸肩结构和所述主轧辊的所述第二端部之间设有两个所述类圆台部；且/或，
22.所述第一凸肩结构的辊面锥角大于或等于8
°
且小于或等于12
°
，所述主轧辊除所述第一凸肩结构之外的各所述类圆台部都大于或等于1
°
且小于或等于4
°
。
23.作为一种实施方式，所述副轧辊包括沿轴向依次同轴设置的至少三个类圆台部，所述副轧辊的所有所述类圆台部中的任意相邻两个所述类圆台部的相邻底面的直径相同；
24.所述第二孔喉形成部和所述副轧辊的第四端部之间设有至少两个所述类圆台部。
25.作为一种实施方式，所述副轧辊都包括沿轴向依次同轴设置的四个类圆台部，所述第二孔喉形成部和所述副轧辊的所述第四端部之间设有三个所述类圆台部；或者，
26.所述副轧辊的各所述类圆台部的辊面锥角都大于或等于4
°
且小于或等于6
°
；或者，
27.沿从所述第三端部到所述第四端部的方向，所述副轧辊的第一个所述类圆台部和第二个所述类圆台部的连接处形成所述第二孔喉形成部。
28.作为一种实施方式，所述第二连线的长度与所述第一连线的长度的比值保持不变，并且所述第二连线的长度与所述第一连线的长度的比值大于或等于1且小于或者等于1.2；且/或，
29.所述主轧辊的长度和所述副轧辊的长度相同，并且所述第一孔喉形成部沿所述主
轧辊的轴向到所述主轧辊两端部的距离相等，所述第二孔喉形成部沿所述副轧辊的轴向到所述副轧辊两端部的距离相等。
30.作为一种实施方式，所述主轧辊的长度与所述第一孔喉形成部的直径的比值大于或等于3且小于或等于7；且/或，
31.所述第一孔喉形成部的直径与所述第二孔喉形成部的直径的比值大于或等于1且小于或等于2。
32.本发明的第二个目的在于提供一种斜轧机，包括第一动力机构、第二动力机构和上述的轧制机构，所述第一动力机构用于驱动所述主轧辊转动，所述第二动力机构用于驱动所述副轧辊转动。
33.本发明的第三个目的在于提供一种45钢棒材的超细晶轧制方法，包括以下步骤：
34.准备直径大于或等于280mm且小于或等于500mm的45钢棒材作为坯料；
35.在预设时间内和预设温度下对坯料进行加热；
36.完成加热后，将坯料送入上述的斜轧机进行轧制，获得半成品；
37.对所述半成品进行冷却处理，获得超细晶45钢棒材；
38.其中，送进角为大于或等于10
°
且小于或等于12
°
，辗轧角为大于或等于9
°
且小于或等于11
°
。
39.作为一种实施方式，所述主轧辊和所述副轧辊的转动速率都大于或等于11r/min且小于或等于15r/min。
40.作为一种实施方式，所述主轧辊还设有沿轴向相对设置的第一端部和第二端部，所述第一端部的辊径小于所述第二端部的辊径，所述第一孔喉形成部和所述第一凸肩结构都设于所述第一端部和所述第二端部之间；
41.所述副轧辊还设有沿轴向相对设置的第三端部和第四端部，所述第三端部的辊径小于所述第四端部的辊径，所述第二孔喉形成部设于所述第三端部和所述第四端部之间；
42.所述第一端部和所述第四端部对应设置，所述第二端部和所述第三端部对应设置。
43.作为一种实施方式，所述第一孔喉形成部的直径和所述坯料的直径的比值大于或等于1且小于或等于5。
44.本发明提供的轧制机构、斜轧机及45钢棒材的超细晶轧制方法，通过设置第一凸肩结构，形成与孔喉相邻的减径段，并将减径段设于孔喉之朝向变形区的进料口的一侧，以使减径段位于咬入段和孔喉之间，变形区的横截面在减径段减小的幅度陡然增大，使得坯料在减径段发生短时剧烈的塑性变形，因此，提高了晶粒的细化效果。并且，通过设置第一凸肩结构，在不改变进料口到孔喉之间的距离的情况下，咬入段能够容纳更大尺寸的坯料，因此，扩大了待轧制坯料(即可轧棒材)的尺寸。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
46.图1是本发明实施例一提供的轧制机构的一个视角的结构示意图；
47.图2是本发明实施例一提供的轧制机构的另一个视角的结构示意图；
48.图3是本发明实施例一提供的轧制机构的变形区内置有坯料的结构示意图；
49.图4是本发明实施例一提供的主轧辊的右视图；
50.图5是本发明实施例一提供的副轧辊的右视图；
51.图6是本发明实施例一提供的斜轧机的组成图；
52.图7是本发明实施例二提供的轧制机构的结构示意图；
53.图8是本发明实施例二提供的主轧辊的右视图。
54.附图标号说明：
55.100、斜轧机；10、轧制机构；11、主轧辊；111、第一孔喉形成部；112、第一凸肩结构；113、第一端部；114、第二端部；115、第一主类圆台部；116、第二主类圆台部；117、第三主类圆台部；118、第四主类圆台部；119、第五主类圆台部；12、副轧辊；121、第二孔喉形成部；122、第三端部；123、第四端部；124、第一副类圆台部；125、第二副类圆台部；126、第三副类圆台部；127、第四副类圆台部；13、变形区；20、第一动力机构；30、第二动力机构；200、坯料。
56.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
57.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
58.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
59.还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
60.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
61.为便于更佳地理解本发明的实施例内容，以下对本技术中所出现的专有名词作出解释说明：
62.轧卡：指在轧制过程中，坯料只旋转不前进或者既不旋转也不前进的现象；
63.变形区：由轧制机构的轧辊围合形成的空间，坯料在轧辊作用下在该空间内产生变形；本技术中，变形区由两个主轧辊和两个副轧辊围合形成；
64.轧制线：指在轧制过程中，坯料中心的运行轨迹，也就是两个主轧辊和两个副轧辊
所围绕的中心线；
65.椭圆度：指在变形区内，以轧制线为法线的某一横截面上，两个副锥形轧辊的间距与两个主锥形轧辊的间距的比值；
66.孔喉：变形区中，截面面积最小的位置；
67.送进角：指两个主轧辊上下设置，两个副轧辊左右设置时，过轧制线的水平截面上，轧辊轴线的水平投影与轧制线的夹角；
68.辗轧角：指两个主轧辊上下设置，两个副轧辊左右设置时，过轧制线的竖直截面上，轧辊轴线竖直投影与轧制线的夹角；
69.辊面锥角：指过轧辊轴线的任一截面上，类圆台部的母线与轧制线的夹角；
70.辊径，指轧辊横截面的直径；
71.咬入，指在轧制过程中，使坯料从进料口进入变形区的过程；
72.减径，指在轧制过程中，缩减坯料的直径；
73.整圆，指在轧制过程中，坯料通过孔喉之后，调整坯料的圆度，使坯料的圆度更佳。
74.实施例一：
75.如图1至图3所示，本发明实施例提供一种用于轧制棒材的轧制机构10，包括两个主轧辊11和两个副轧辊12，两个主轧辊11和两个副轧辊12都分别隔着轧制线相对设置并共同围合形成变形区13。以轧制线为法线的变形区13的任意截面中，连接两个主轧辊11的中轴线的第一连线垂直于连接两个副轧辊12的中轴线的第二连线；也就是说两个主轧辊11和两个副轧辊12绕轧制线间隔90
°
分布，这样在对坯料200进行轧制过程中，两个主轧辊11和两个副轧辊12始终均匀分布在坯料200的外周。
76.相关技术中，通常设置两个轧辊和两个导板，在对坯料进行轧制过程中，随着变形区横截面积的减小(也就是咬入段)，产生冗余的金属，向导板方向扩展，与导板接触并产生摩擦阻力，逐渐充满坯料与导板间的空隙，同时与导板接触部分的金属散热快，随温度降低其流动性变差，最终导致轧卡。本实施例通过设置两个主轧辊11和两个副轧辊12绕轧制线间隔90
°
分布，有效地解决了轧卡问题，显著提高坯料200的变形程度，强化了晶粒细化效果；并且，两个主轧辊11和两个副轧辊12在对坯料200进行轧制过程中，与坯料200仅局部接触，接触面积较小，使得成型载荷较小，进而实现以较小的载荷成型大尺寸的成品棒材。
77.本实施例中，两个主轧辊11上下相对设置，两个副轧辊12左右相对设置。当然，具体应用中，两个主轧辊11左右相对设置，两个副轧辊12上下相对设置也是可以的。其中，上下方向和左右方向是指斜轧机放置在水平面上时，两个主轧辊11和两个副轧辊12相对于轧制线的位置关系。
78.作为一种实施方式，参照图2至图5所示，主轧辊11设有第一孔喉形成部111，副轧辊12设有第二孔喉形成部121，两个第一孔喉形成部111和两个第二孔喉形成部121围合形成变形区13的孔喉；主轧辊11还设有与第一孔喉形成部111相邻设置的第一凸肩结构112，第一凸肩结构112用于围合形成变形区13的减径段，减径段设于孔喉之朝向变形区13的进料口的一侧，用于对坯料200进行减径。
79.采用上述技术方案，通过设置第一凸肩结构112，第一凸肩结构112和副轧辊12相应的部位共同围合形成减径段；通过将第一凸肩结构112与第一孔喉形成部111相邻设置，以使减径段和孔喉相邻设置；相关技术中，变形区13从进料口到出料口依次设有咬入段、孔
喉和规圆段，本实施例通过设置与孔喉相邻的减径段，并将减径段设于孔喉之朝向变形区13的进料口的一侧，以使在咬入段和孔喉之间设置有减径段，变形区13的横截面在减径段减小的幅度陡然增大，使得坯料200在减径段发生短时剧烈的塑性变形，因此，提高了晶粒的细化效果。并且，通过设置第一凸肩结构112，在不改变进料口到孔喉之间的距离的情况下，咬入段能够容纳更大尺寸的坯料200，因此，扩大了待轧制坯料200(即可轧棒材)的尺寸。
80.作为一种实施方式，参照图4和图5所示，第一孔喉形成部111的直径d1大于第二孔喉形成部121的直径d2；主轧辊11还设有沿轴向相对设置的第一端部113和第二端部114，第一端部113的辊径小于第二端部114的辊径，第一孔喉形成部111和第一凸肩结构112都设于第一端部113和第二端部114之间；副轧辊12还设有沿轴向相对设置的第三端部122和第四端部123，第三端部122的辊径小于第四端部123的辊径，第二孔喉形成部121设于第三端部122和第四端部123之间。如此设置，主轧辊11和副轧辊12的两端辊径都不相同，都是一端辊径大于另一端辊径。当然，具体应用中，也可以采用其他设置方式，比如主轧辊11的两端辊径相同，副轧辊12的两端辊径不同，或者主轧辊11的两端辊径不同，副轧辊12的两端辊径相同。另外，通过设置第一孔喉形成部111的直径d1大于第二孔喉形成部121的直径d2，主轧辊11和副轧辊12为大小辊设置，使得轧辊排布更加紧密，可以容纳更大尺寸的坯料200(即直径更大的坯料200)，以及轧制出更小尺寸的成品棒材(即直径更小的成品棒材)，获得的成品棒材尺寸范围更大，扩大了轧制机构的轧制范围。
81.作为一种实施方式，第一孔喉形成部111的直径d1与第二孔喉形成部121的直径d2的比值大于或等于1且小于或等于2。具体应用中，第一孔喉形成部111的直径d1与第二孔喉形成部121的直径d2的比值为1或1.3或1.5或1.8或2等等。
82.作为一种实施方式，参照图1和图3所示，第一端部113和第四端部123对应设置，第二端部114和第三端部122对应设置。也就是说，主轧辊11辊径较小的一端与副轧辊12辊径较大的一端对应设置，主轧辊11辊径较大的一端与副轧辊12辊径较小的一端对应设置。如此设置，使得两个主轧辊11和两个副轧辊12的排布更加紧密，可以容纳更大尺寸的坯料200，以及轧制出更小尺寸的成品棒材，获得的成品棒材尺寸范围更大；并且，可以使得主轧辊11和副轧辊12对应部位在转动时具有线速度差，从而增加坯料200受到的周向剪切作用，使坯料200的周向剪切变形更剧烈，增大了变形程度，进一步提高晶粒细化效果。
83.作为一种实施方式，参照图1和图4所示，第一凸肩结构112设于第一端部113和第一孔喉形成部111之间，也就是说，第一凸肩结构112设于主轧辊11辊径较小的一端和第一孔喉形成部111之间。由此，主轧辊11辊径较小的一端对应于变形区13的进料口，主轧辊11辊径较大的一端对应于变形区13的出料口。
84.作为一种实施方式，主轧辊11包括沿轴向依次同轴设置的至少三个类圆台部，主轧辊11的所有类圆台部中的任意相邻两个类圆台部的相邻底面的直径相同；主轧辊11的至少三个类圆台部中的一个类圆台部形成第一凸肩结构112，沿从第一端部113到第二端部114的方向，第一凸肩结构112与后一个相邻的类圆台部的连接处形成第一孔喉形成部111，第一凸肩结构112与前一个相邻的类圆台部的辊面锥角差值大于或等于15
°
，并且第一凸肩结构112的长度与第一端部113和第一孔喉形成部111之间的所有类圆台部的长度之和的比值小于或等于1/4。该种设置方式为第一凸肩结构112一种形成方式，通过如此设置，使得变
形区13的横截面在减径段减小的幅度能够陡然增大。
85.作为一种实施方式，主轧辊11包括沿轴向依次同轴设置的至少四个类圆台部，第一孔喉形成部111和主轧辊11的第二端部114之间设有至少两个类圆台部。也就是说，主轧辊11在对应规圆段的部分设置有至少两个类圆台部，相对于仅设置一个圆台部而言，有效延长了变形区13的规圆段，有助于提高成品棒材的圆度。
86.作为一种实施方式，参照图4所示，主轧辊11包括沿轴向依次同轴设置的五个类圆台部，第一孔喉形成部111和主轧辊11的第二端部114之间设有三个类圆台部。当然，具体应用中，作为替代的实施方案，第一孔喉形成部111和主轧辊11的第二端部114之间设置两个或者四个或者五个类圆台部也是可以的。为了描述方便，主轧辊11的五个类圆台部从第一端部113到第二端部114分别定义为第一主类圆台部115、第二主类圆台部116(也就是第一凸肩结构112)、第三主类圆台部117、第四主类圆台部118和第五主类圆台部119。
87.作为一种实施方式，第一凸肩结构112的辊面锥角大于或等于18
°
且小于或等于30
°
，主轧辊11除第一凸肩结构112之外的各类圆台部的辊面锥角都大于或等于4
°
且小于或等于6
°
。也就是说，第二主类圆台部116的辊面锥角γ2大于或等于18
°
且小于或等于30
°
，第一主类圆台部115的辊面锥角γ1、第三主类圆台部117的辊面锥角γ3、第四主类圆台部118的辊面锥角γ4和第五主类圆台部119的辊面锥角γ5都大于或等于4
°
且小于或等于6
°
。具体应用中，第二主类圆台部116的辊面锥角γ2可以为18
°
或23
°
或25
°
或28
°
或30
°
等等，第一主类圆台部115的辊面锥角γ1、第三主类圆台部117的辊面锥角γ3、第四主类圆台部118的辊面锥角γ4和第五主类圆台部119的辊面锥角γ5可以为4
°
或4.5
°
或5
°
或5.5
°
或6
°
等等。
88.作为一种实施方式，主轧辊11的各类圆台部的辊面锥角都不相等，即，第一主类圆台部115的辊面锥角γ1、第二主类圆台部116的辊面锥角γ2、第三主类圆台部117的辊面锥角γ3、第四主类圆台部118的辊面锥角γ4和第五主类圆台部119的辊面锥角γ5都不相等。当然，具体应用中，作为替代的实施方案，主轧辊11除第一凸肩结构112之外的各类圆台部的辊面锥角中的至少两者相等也是可以的，即，第一主类圆台部115的辊面锥角γ1、第三主类圆台部117的辊面锥角γ3、第四主类圆台部118的辊面锥角γ4和第五主类圆台部119的辊面锥角γ5中的至少两者可以相等。
89.作为一种实施方式，第一凸肩结构112的侧面(也就是第二主类圆台部116的侧面)与两个底面之间弧形过渡，以减小主轧辊11轴向的阻力，其中，侧面与直径较小的底面之间的弧形对应的的圆角半径r1大于或等于1000mm，与直径较大的底面之间的弧形对应的圆角半径r2大于或等于800mm。
90.作为一种实施方式，副轧辊12包括沿轴向依次同轴设置的至少三个类圆台部，副轧辊12的所有类圆台部中的任意相邻两个类圆台部的相邻底面的直径相同；第二孔喉形成部121和副轧辊12的第四端部123之间设有至少两个类圆台部。
91.作为一种实施方式，参照图5所示，副轧辊12都包括沿轴向依次同轴设置的四个类圆台部，第二孔喉形成部121和副轧辊12的第四端部123之间设有三个类圆台部。作为一种替代的实施方案，第二孔喉形成部121和副轧辊12的第四端部123之间都设置两个或者四个或者五个类圆台部也是可以的。为了描述方便，副轧辊12的四个类圆台部从第三端部122到第四端部123分别定义为第一副类圆台部124、第二副类圆台部125、第三副类圆台部126、第四副类圆台部127。
92.作为一种实施方式，副轧辊12的各类圆台部的辊面锥角都大于或等于4
°
且小于或等于6
°
。也就是说，第一副类圆台部124辊面锥角γ
′1、第二副类圆台部125辊面锥角γ
′2、第三副类圆台部126辊面锥角γ
′3、第四副类圆台部127辊面锥角γ
′4都大于或等于4
°
且小于或等于6
°
。具体应用中，第一副类圆台部124辊面锥角γ
′1、第二副类圆台部125辊面锥角γ
′2、第三副类圆台部126辊面锥角γ
′3、第四副类圆台部127辊面锥角γ
′4可以为4
°
或4.5
°
或5
°
或5.5
°
或6
°
等等。
93.作为一种实施方式，副轧辊12的所有类圆台部的辊面锥角都不相等，即，第一副类圆台部124辊面锥角γ
′1、第二副类圆台部125辊面锥角γ
′2、第三副类圆台部126辊面锥角γ
′3、第四副类圆台部127辊面锥角γ
′4都不相等。当然，具体应用中，作为替代的实施方案，副轧辊12的所有类圆台部的辊面锥角中的至少两者相等也是可以的，即，第一副类圆台部124辊面锥角γ
′1、第二副类圆台部125辊面锥角γ
′2、第三副类圆台部126辊面锥角γ
′3、第四副类圆台部127辊面锥角γ
′4中的至少两者可以相等。
94.作为一种实施方式，沿从第三端部122到第四端部123的方向，副轧辊12的第一个类圆台部和第二个类圆台部的连接处形成第二孔喉形成部121。也就是说，第一副类圆台部124和第二副类圆台部125的连接处形成第二孔喉形成部121。
95.作为一种实施方式，第二连线的长度与第一连线的长度的比值保持不变。也就是说，变形区13的椭圆度保持不变。坯料200在变形区13变形过程中，体积不变，但横截面在未到达孔喉之前不断减小，本实施例中在咬入段和减径段都减小，该过程中多余的金属部分会沿轴向流动，部分会向周向拓展，金属沿轴向流动使得成品棒材会拉长，但金属向四周拓展，会流到轧辊之间的缝隙中，不仅棒材的尺寸形状会畸变，还会容易轧卡。通过设置变形区13的椭圆度保持不变，控制金属的周向拓展，通过设置四个轧辊，特别是四个轧辊都为主动轧辊时，使沿轴向流动的金属占比大大增加，从而有效减少轧卡的情况发生，确保轧制过程的顺利进行，并且有助于坯料200通过孔喉后在规圆段的整圆处理，以保证成形精度。
96.作为一种实施方式，第二连线的长度与第一连线的长度的比值大于或等于1且小于或者等于1.2；即，椭圆度的范围为大于或等于1且小于或者等于1.2，比如，椭圆度为1或1.12或1.15或1.18或1.2。
97.作为一种实施方式，主轧辊11的长度和副轧辊12的长度相同。可以理解，在其他实施例中，主轧辊11的长度和副轧辊12的长度也可以不相等。
98.作为一种实施方式，第一孔喉形成部111沿主轧辊11的轴向到主轧辊11两端部的距离相等，第二孔喉形成部121沿副轧辊12的轴向到副轧辊12两端部的距离相等。也就是说，第一孔喉形成部111沿轴向设于主轧辊11的中部，第二孔喉形成部121沿轴向设于副轧辊12的中部。如此设置，孔喉位于变形区13的中部，确保坯料200的咬入、减径和整圆的均衡。本实施例中，第一孔喉形成部111形成于第二主类圆台部116和第三主类圆台部117的连接处，则第一主类圆台部115的轴向长度和第二主类圆台部116的轴向长度之和等于第三主类圆台部117的轴向长度、第四主类圆台部118的轴向长度和第五主类圆台部119的轴向长度之和；第二孔喉形成部121形成于第一副类圆台部124和第二副类圆台部125的连接处，则第一副类圆台部124的轴向长度等于第二副类圆台部125的轴向长度、第三副类圆台部126的轴向长度和第四副类圆台部127的轴向长度之和。
99.作为一种实施方式，主轧辊11的长度与第一孔喉形成部111的直径的比值大于或
等于3且小于或等于7。具体应用中，主轧辊11的长度与第一孔喉形成部111的直径的比值为3或4或5或6或7。
100.进一步地，参照图3和图6所示，本发明实施例还提供一种斜轧机100，包括第一动力机构20、第二动力机构30和上述的轧制机构10，第一动力机构20用于驱动主轧辊11转动，第二动力机构30用于驱动副轧辊12转动。通过分别对主轧辊11和副轧辊12进行驱动，能够增大对坯料200的周向剪切变形，进而强化了晶粒细化效果。
101.进一步地，本发明实施例还提供一种45钢棒材的超细晶轧制方法，包括以下步骤：
102.步骤s1，准备直径大于或等于280mm且小于或等于500mm的45钢棒材作为坯料200；
103.步骤s2，在预设时间内和预设温度下对坯料200进行加热；
104.步骤s3，完成加热后，将坯料200送入上述的斜轧机100进行轧制，获得半成品；
105.步骤s4，对半成品进行冷却处理，获得超细晶45钢棒材；
106.其中，送进角为大于或等于10
°
且小于或等于12
°
，辗轧角α为大于或等于9
°
且小于或等于11
°
；主轧辊11和副轧辊12的转动速率都大于或等于11r/min且小于或等于15r/min。
107.通过采用上述斜轧机100进行轧制，坯料200的直径压下率达到60％～80％，使坯料200发生大变形量和剧烈塑性变形，进而获得超细晶45钢棒材，增强了45钢棒材的强度和韧性；并且，采用单道次轧制即可实现大变形，有效缩短了工艺流程。
108.45钢作为一种广泛应用于机械制造的优质碳素结构钢，综合性能良好、加工性好、同时价格低廉，广泛应用于交通运输、机械制造、国防工业等行业，然而，45钢合金化程度低，强度较合金钢低。通过采用上述方法对直径大于或等于280mm且小于或等于500mm的45钢棒材进行轧制，能获得大尺寸的超细晶45钢棒材，超细晶45钢棒材的直径可达100毫米到200毫米，同时有效提高45钢棒材的强度和韧性。具体应用中，可选用长度在300mm～15000mm范围内的45钢棒材作为坯料200。
109.作为一种实施方式，第一孔喉形成部111的直径和坯料200的直径的比值大于或等于1且小于或等于5。具体应用中，第一孔喉形成部111的直径和坯料200的直径的比值为1或2或3或4或5等等。
110.作为一种实施方式，步骤s2中，预设温度为865℃～995℃，预设时间t为：t＝db*1min，其中，db表示坯料200的直径。
111.作为一种实施方式，步骤s4中，对半成品进行冷却处理包括对半成品快冷到350℃～400℃，然后缓冷到室温。
112.实施例二：
113.本实施例与实施例一提供的轧制机构10的区别主要在于主轧辊11的第一凸肩结构112的设计不同。
114.作为一种实施方式，参照图7和图8所示，第一凸肩结构112设于第二端部114和第一孔喉形成部111之间，也就是说，第一凸肩结构112设于主轧辊11辊径较大的一端和第一孔喉形成部111之间。由此，主轧辊11辊径较大的一端对应于变形区13的进料口，主轧辊11辊径较小的一端对应于变形区13的出料口。
115.作为一种实施方式，主轧辊11包括沿轴向依次同轴设置的至少三个类圆台部，主轧辊11的所有类圆台部中的任意相邻两个类圆台部的相邻底面的直径相同；主轧辊11的至少三个类圆台部中的一个类圆台部形成第一凸肩结构112，沿从第一端部113到第二端部
114的方向，第一凸肩结构112的横截面面积逐渐减小，与第一凸肩结构112相邻的后一个类圆台部的横截面面积逐渐增大，第一凸肩结构112与前一个相邻的类圆台部的连接处形成第一孔喉形成部111。该种设置方式为第一凸肩结构112另一种形成方式，通过如此设置，使得变形区13的横截面在减径段减小的幅度能够陡然增大。
116.作为一种实施方式，参照图3、图5、图7和图8所示，主轧辊11包括沿轴向依次同轴设置的四个类圆台部，第一凸肩结构112和主轧辊11的第二端部114之间设有两个类圆台部。这样，有助于轧制机构10能更紧地咬住坯料200。为了描述方便，主轧辊11的四个类圆台部从第一端部113到第二端部114分别定义为第一主类圆台部115、第二主类圆台部116(也就是第一凸肩结构112)、第三主类圆台部117和第四主类圆台部118。本实施例中，主轧辊11的第一端部113与副轧辊12的第四端部123对应设置，则副轧辊12的第四端部123(即副轧辊12辊径较大的一端)对应于变形区13的出料口，而第二孔喉形成部121和副轧辊12的第四端部123之间设有至少两个类圆台部，相对于仅设置一个圆台部而言，有效延长了变形区13的规圆段，有助于提高成品棒材的圆度。
117.作为一种实施方式，第一凸肩结构112的辊面锥角大于或等于8
°
且小于或等于12
°
，主轧辊11除第一凸肩结构112之外的各类圆台部都大于或等于1
°
且小于或等于4
°
。也就是说，第二主类圆台部116的辊面锥角γ2大于或等于8
°
且小于或等于12
°
，第一主类圆台部115的辊面锥角γ1、第三主类圆台部117的辊面锥角γ3和第四主类圆台部118的辊面锥角γ4都大于或等于1
°
且小于或等于4
°
。
118.具体应用中，第二主类圆台部116的辊面锥角γ2可以为8
°
或9
°
或10
°
，第一主类圆台部115的辊面锥角γ1、第三主类圆台部117的辊面锥角γ3和第四主类圆台部118的辊面锥角γ4可以为1
°
或2
°
或3
°
或4
°
。
119.作为一种实施方式，第一凸肩结构112的侧面(也就是第二主类圆台部112的侧面)与两个底面之间弧形过渡，其中，侧面与直径较小的底面之间的弧形对应的圆角半径r1大于或等于1000mm，与直径较大的底面之间的弧形对应的圆角半径r2大于或等于800mm。
120.作为一种实施方式，第一孔喉形成部111沿主轧辊11的轴向到主轧辊11两端部的距离相等。本实施例中，第一孔喉形成部111形成于第一主类圆台部115和第二主类圆台部116的连接处，则第一主类圆台部115的轴向长度等于第二主类圆台部116的轴向长度、第三主类圆台部117的轴向长度和第四主类圆台部118的轴向长度之和。
121.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。