专利名称：用于解决薄钢板热处理退火粘结问题的冷轧工作辊的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冷轧工作辊，尤其是用于解决薄钢板冷轧后热处理退火粘结问题的冷轧工作辊。
现有的冷轧工作辊一般采用磨光辊。由于磨光辊的表面有长条状砂轮磨痕，因而在轧钢时，辊与薄钢板之间容易发生打滑，既划伤薄钢板表面、影响板形又损害轧辊的使用寿命。磨光辊轧制时咬入条件差，道次压下量低，噪音大。热处理冷轧后的钢卷时易出现粘结。平整有粘结的退火钢卷时，易发生粘辊、断带，致使成品板表面质量差、成材率低，生产效率低下。
本实用新型的目的是提供一种可解决薄钢板冷轧后热处理退火时的粘结问题，提高成材率和生产效率的冷轧工作辊。
本实用新型具体的解决方案为一种用于解决冷轧薄钢板热处理退火粘结问题的冷轧工作辊，其特征在于该轧辊表面轮廓高度中心线算术平均值(即表面粗糙度Ra)在1.0～3.0微米这个范围内，构成上述表面粗糙的显微形状为椭圆形封闭式微坑，在椭圆形长边走向的周边处有一马蹄形的突起，其断面尺寸的参数满足下列条件微坑外缘沿长轴和短轴的直径分别为D1、D2；沿微坑长轴和短轴方向微坑中心间距离分别为Sm1、Sm2；微坑外缘平均直径D＝D1＋D2／2，50μm＜D＜250μm；微坑中心间平均距离Sm＝Sm1＋Sm2／2，50μm＜Sm＜300μm；凸包高度h≤10μm；坑深度H≤20μm并且，H≤所轧钢板厚度的1％；
椭园度0.5≤e＝a／b≤2.0。
其中，马蹄形的突起呈圆滑状。所述的微坑和突起具有一硬化的表面层。其硬化层结构包括最表层超细晶粒和隐针马氏体硬化层，层深为10～30μm；第二层的热影响区和内层的基体。该冷轧工作辊用高能束流(如激光)毛化的加工方法制得。
本实用新型由于采用了上述轧辊表面形貌设计，有效的减少了钢卷内层与层之间的接触面积，增加了润滑面积。因而有效地防止了热处理时钢卷的粘结现象。此外，本实用新型还改善了冷轧薄钢板咬入和摩擦条件，提高了压下量和轧制速度，改善了板形。
本实用新型采用激光毛化加工方法，即用脉冲激光在轧辊表面按一定分布局部熔融辊面材料，同时用辅助气体，将熔融物吹出熔池在池边缘和池外冷却形成凸包。由于加热时间短促，靠轧辊自身冷却的温度梯度很大，熔融物迅速冷却、形成超细晶粒〔平均晶粒直径(≤1μm)为现有处理方法的几十分之一〕增加了材料的强度和耐磨损能力。由于局部激光淬火，在轧辊表面作用区形成了三层硬化层结构最表层超细晶粒和隐针马氏体硬化层，其硬度≥HRV900，层深约20μm。第二层是热影响区，其硬度约为HRV850左右，厚度约20μm。内层为原来基体，其硬度约为HRV800(如
图1所示)。由于上述加工，在辊面形成的凹坑在轧制过程中，可通过储油加强润滑作用同时收集磨损碎颗粒，高硬度(HRV≥900)的辊面凸包在轧制过程中能迅速咬入钢板，因而减少轧制中的打滑现象，改善了板的表面质量和板形。冷轧工作辊经激光毛化处理后，局部熔融硬化点的硬度≥HRV900。这样可在相对较软、韧性较好的轧辊表面上形成按一定间隙均匀分布的硬质点，这些硬质点可以大大提高轧辊的耐磨损能力。而较软的基体则可起变形缓冲作用，有利于提高轧辊的使用寿命。
图1为本实用新型YAG激光毛化微坑改性(硬化)情况示意。
图2为本实用新型表面微坑形状的断面图。
图3为本实用新型的形貌图。
图4为本实用新型的激光辊与磨光辊的寿命比较。
在
图1中，1为硬化层，2为热影响区，3为基体。
在图4中，4为激光毛化辊寿命曲线，5为砂轮磨光辊寿命曲线。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明一种用于解决薄钢板热处理退火粘结的冷轧工作辊，其特征在于该轧辊的中心线平均表面粗糙度Ra在1.0～3.0微米这个范围内，构成上述表面粗糙度的显微形状为椭圆形封闭式微坑，在椭圆形长边走向的周边处有一马蹄形的突起，其断面尺寸的参数满足下列条件微坑外缘沿长轴和短轴的直径分别为D1、D2；沿微坑长轴和短轴方向微坑中心间距离分别为Sm1、Sm2；微坑外缘平均直径D＝D1＋D2／2，D＝120μm；微坑中心平均间距离Sm＝(Sm1＋Sm2)／2，Sm＝150μm；凸包高度h＝3μm；坑深度H＝5μm并且，H≤所轧钢板厚度的1％；椭园度e＝a／b＝1.2。
其中，马蹄形的突起呈园滑状。所述的微坑和突起具有一硬化的表面层，硬化层结构包括最表层细晶和隐针马氏体硬化层，层深为20μm；第二层的热影响区，厚度为20μm；内层为原来基体。该冷轧工作辊由激光毛化的加工方法制得(如
图1、2所示)。
权利要求1.一种用于解决薄钢板热处理退火粘结问题的冷轧工作辊，其特征在于该轧辊表面轮廓高度中心线算术平均值(即表面粗糙度Ra)在1.0～3.0微米这个范围内，构成上述表面粗糙的显微形状为椭圆形封闭式微坑，在椭圆形长边走向的周边有一马蹄形的突起，其断面尺寸的参数满足下列条件微坑外缘沿长轴和短轴的直径分别为D1、D2；长轴方向微坑中心间距离为Sm1；短轴方向微坑中心间距离为Sm2；微坑外缘平均直径D=(D1+D2)/2，50μm＜D＜250μm；微坑间距离Sm=(Sm1+Sm2)/2，50μm＜Sm＜300μm；凸包高度h≤10μm；坑深度H≤20μm并且，H≤所轧钢板厚度的1%椭圆度0.5≤e=a∶b≤2.0。
2.根据权利要求1所述的用于解决薄钢板热处理退火粘结问题的冷轧工作轧辊，其特征在于该冷轧工作辊由激光毛化的加工方法制得；马蹄形的突起呈圆滑状。
3.根据权利要求1或2所述的用于解决薄钢板热处理退火粘结问题的冷轧工作辊，其特征在于所述的微坑和突起具有一硬化的表面层；硬化层结构包括最表层超细晶粒和隐针马氏体硬化层、第二层的热影响区和内层的基体。
4.根据权利要求3所述的用于解决薄钢板热处理退火粘结问题的冷轧工作辊，其特征在于最表层细晶和隐针马氏体硬化层层深为10～30μm，内层为原来基体。
专利摘要本实用新型涉及一种冷轧工作辊，尤其是用于解决薄钢板冷轧后热处理退火粘结问题的冷轧工作辊。本实用新型具体的解决方案为用于解决薄钢板热处理退火粘结问题的冷轧工作辊，其特征在于该轧辊表面轮廓高度中心线算术平均值(即表面粗糙度Ra)在1.0～3.0微米这个范围内，构成上述表面粗糙的显微形状为椭圆形封闭式微坑，在椭圆形长边走向的周边处有一马蹄形的突起，马蹄形的突起呈圆滑状。本实用新型用激光毛化方法制得。本实用新型大大提高了成材率和生产效率。
文档编号B21B27/00GK2183226SQ9322126
公开日1994年11月23日 申请日期1993年8月12日 优先权日1993年8月12日
发明者陈光南, 杨明江, 吴坚, 王瑞林 申请人:中国科学院力学研究所