[发明专利]一种铜合金辊套成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜合金辊套成形方法。

背景技术

双辊连续铸轧技术是将金属熔液直接送入两个带水冷系统的旋转铸轧辊，在极短时间内（2~3s）熔液在辊缝间完成凝固和热轧两个过程，如图1所示，双辊连续铸轧工艺包括金属熔液1、铸轧辊以及板坯3，铸轧辊作为连续铸轧工艺的核心部件主要包括辊套2、辊芯4以及冷却水道5，其中，处于外层的辊套2与金属熔液1直接接触，在金属熔液1结晶的同时完成轧制。目前，国内外使用的辊套材料主要为钢辊套，钢辊套本身导热率低，在铸轧过程中通过辊套散热较慢，造成铸轧速度慢，降低了生产效率。而导热性能较好的铜能较好的解决这一问题。现有的钢辊套的加工方法分为两种：一是辊套通过离心铸造，离心铸造的辊套由于本身的铸造特性，机加工去掉的材料较多，材料利用率较低，并且铸造缺陷较多，后续使用过程中容易出现磨损，使用周期短；二是先铸成圆柱体铸坯，再经过锻造加工成辊套，锻造辊套需要的温度较高，成本较高。把钢辊套的方法应用到制作铜辊套上同时也会造成材料利用率低、成本高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜合金辊套成形方法，以解决现有技术中应用制造钢辊套的方法制造铜辊套时会造成材料利用率低、成本高的问题。

为实现上述目的，本发明铜合金辊套成形方法的第一种技术方案是：铜合金辊套成形方法包括以下步骤，1）制备铜合金圆柱状辊套铸坯；2）将圆柱状辊套铸坯挤压成圆筒形辊套；或者将圆柱状辊套铸坯挤压成圆柱状中空带底结构，再把圆柱状中空带底结构的底部机加工除去，得到圆筒形辊套；3）对圆筒形辊套进行热处理。

本发明铜合金辊套成形方法的第二种技术方案是：在本发明铜合金辊套成形方法的第一种技术方案的基础上，在将制得的圆柱状辊套铸坯挤压之前，控制圆柱状辊套铸坯的温度在900~970℃，加热保温时间为2~5h。加热保温时间保证铜辊套的各个位置的温度一致，温度在900~970℃保证铜合金辊套铸坯为塑性较好的温度，容易对辊套铸坯进行挤压成形。

本发明铜合金辊套成形方法的第三种技术方案是：在本发明铜合金辊套成形方法的第一种或第二种技术方案的基础上，在步骤1）中铜合金的熔炼温度为1200～1300℃，然后将熔液浇注到铸型中，浇注温度为1250℃～1300℃，之后冷却、取出，得到铜合金圆柱状辊套铸坯。

本发明铜合金辊套成形方法的第四种技术方案是：在本发明铜合金辊套成形方法的第三种技术方案的基础上，将熔液浇注到铸型之前，在熔液表面呈镜面状后静置3~5分钟。保证浇注温度恒定，避免温度不均造成的整个辊套的各位置性能不同。

本发明铜合金辊套成形方法的第五种技术方案是：在本发明铜合金辊套成形方法的第一种或第二种技术方案的基础上，在辊套挤压之前先对铜合金圆柱状辊套铸坯的圆周、底部端面和冒口进行粗加工。铸造后的辊套铸坯外周面较为粗糙，缺陷较多，需要去除以提高的辊套的性能。

本发明铜合金辊套成形方法的第六种技术方案是：在本发明铜合金辊套成形方法的第五种技术方案的基础上，冒口锯掉的长度为铸坯总高度的1/5~1/3。锯掉冒口可以降低冒口的缺陷对铜辊套的影响。

本发明铜合金辊套成形方法的第七种技术方案是：在本发明铜合金辊套成形方法的第一种或第二种技术方案的基础上，在步骤3）中先进行固溶热处理，再进行时效热处理。通过对铜辊套进行热处理，能够保证铜辊套在高温下具有一定的强度和硬度，能够在轧制过程中保证产品质量。

本发明铜合金辊套成形方法的第八种技术方案是：在本发明铜合金辊套成形方法的第七种技术方案的基础上，将制备的圆筒形辊套放入热处理炉中进行加热，保护气体为氮气或者氩气，加热方式为随炉升温，加热温度为900℃～970℃，加热保温时间为2～5小时，然后将保温后的圆筒形辊套进行水冷；将固溶热处理后的圆筒形辊套放入热处理炉中进行加热，保护气体为氮气或者氩气，加热方式为随炉升温，加热温度为400℃～500℃，加热保温时间为2～8小时，然后将保温后的圆筒形辊套空冷至室温。

本发明铜合金辊套成形方法的第九种技术方案是：在本发明铜合金辊套成形方法的第一种或第二种技术方案的基础上，在圆筒形辊套进行热处理之后，对圆筒形辊套进行精加工。对热处理后的圆筒形辊套进行精加工可以保证轧辊的表面精度，降低铸轧缺陷，提高产品质量。

本发明铜合金辊套成形方法的第十种技术方案是：在本发明铜合金辊套成形方法的第一种或第二种技术方案的基础上，在步骤2）中的机加工为冲裁加工。冲裁加工方法简单，加工方便，效率较高。