[发明专利]轧制铝材用的热轧辊及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轧辊及其制造方法，具体的说，是一种轧制铝材用的热轧辊及其制造方法。

背景技术

轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件，是决定轧机效率和轧材质量的重要消耗部件。轧辊利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾轧件，使轧件产生塑性变形并获得理想的设计形状，因此，轧辊质量的好坏直接关系到轧制产品的表面质量和轧钢机的生产作业率。它主要承受轧制时的动静载荷，磨损和温度变化的影响。

按照工作状态的不同，轧辊通常分为冷轧辊和热轧辊。在热轧过程中，轧辊承受了强大的轧制力、剧烈的磨损和热疲劳的影响，而且热轧辊在高温下工作，须具有足够的硬度以抗磨损，具有足够的强度以保持其尺寸形状不变形，同时还必须具有足够的韧性以耐热冲击和防止热裂。

铝具有一系列优异特性，是当前用途十分广泛的、最经济适用的材料之一。由于铝具有重量轻和耐腐蚀的特性，使得其在航空航天、建筑、汽车三个重要工业领域内都获得了广泛应用。随着我国经济的迅速发展，对铝及其合金的需求量愈来愈多，对铝材表面质量及精度要求也越来越高，因此对于轧制铝材用的热轧辊的要求也越来越高。

目前，国内用来轧制铝材用的热轧辊的主要材质为Cr3系列材质，但是，

此类材质的热轧辊已经不能满足市场需求和产品表面高质量要求，原因包括以下几点：

（1）Cr3系列材质制造的轧辊耐磨性差，换辊周期短，频繁地更换轧辊严重制约了连轧设备的生产效率，加大了工人的劳动强度，并且使得产品的生产成本居高不下；同时，由于轧辊的磨损，使得辊型保持能力差，轧制出的铝板材的尺寸精度和板型难以保证，产品质量下降；

（2）在轧制过程中，由于轧辊是钢铁材料，与铝板的电极电位不同，所以轧辊、铝板和轧制润滑液组成的加工体系也就成了一个化学原电池体系，在轧制过程中，轧辊同时经受轧制应力条件下的电化学腐蚀和腐蚀条件下的应力疲劳作用，辊身表面很容易出现热裂纹，下机磨削量大，进一步加剧了辊耗，缩短了轧辊寿命；

（3）轧辊表面出现热裂纹后，轧制时很容易印到铝板材上，导致所轧制铝板的板面质量较差，废品率高。

因此，随着对铝材及其合金的需求量及其精度要求的不断增加，研发新的性能优异的轧辊具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种轧制铝材用的热轧辊及其制造方法，该轧辊具有高耐磨性、良好的抗热裂性和耐电化学腐蚀性能。

为达到上述性能要求，本发明所采用的技术方案是：

轧制铝材用的热轧辊，其化学组分及其重量百分含量为：

C，0.50～0.80%；Si，0.20～1.50%；Mn，0.20～1.00%；P≤0.025%；S≤0.025%；Cr，4.50～6.00%；Mo，0.50～2.00%；V，0.10～1.00%；其余为Fe和不可避免的杂质。

轧制铝材用的热轧辊的制造方法，包含以下工艺步骤：

（a）炼制钢锭：按照上述化学组分及其含量配制钢材原料，在电弧炉中进行初步熔炼，熔炼完成后将钢水置于LF精炼炉中对钢水进行精炼，精炼温度为1580℃～1620℃；待各合金元素和H、O、N含量合适后，调节温度至1525℃～1550℃出钢，采用模铸形式浇注成钢锭，脱模后对钢锭进行退火处理；

（b）锻造辊坯：加热钢锭至1200℃～1260℃，保温8h；然后按照锻造比不小于2.5锻造成辊坯，并对辊坯进行热处理和车削加工；

（c）调质及机械加工：对步骤（b）得到的辊坯进行粗车和调质处理；所述调质处理的淬火加热温度940℃～960℃，淬火时间8～15h，回火温度480℃～520℃，回火时间10～30h；调质处理后精车热轧辊工作面到规定尺寸；

（d）淬火热处理：对热轧辊工作表面进行双频感应淬火，淬火温度为950℃～1010℃，冷却方式为喷水冷却；

（e）回火处理：将热轧辊进行回火处理，回火温度为400℃～600℃，回火保温时间为30h～100h，然后空冷至室温；回火完成后，按照所需尺寸对热轧辊的各部位再次进行精加工。

本发明的进一步改进在于：所述步骤（a）中，初步熔炼的熔炼温度大于1630℃，电弧炉出钢温度大于1590℃；钢锭退火温度为800℃，退火时间35h。

本发明的进一步改进在于：所述步骤（b）中，锻造完成后进行退火处理，退火处理温度为650℃～700℃，保温时间30h。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于：