專利名稱：一種鋁線桿連鑄連軋輥的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于連鑄連軋輥技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種鋁桿連鑄連軋輥的制造方法。
背景技術(shù)：
鋁桿連鑄連軋是指鋁液結(jié)晶后直接在多個(gè)機(jī)架之間進(jìn)行軋制。每個(gè)機(jī)架由三個(gè)軋 輥組成一定的孔型，靠孔型表面的摩擦力將工件送入下一道工序，工件在孔型中塑性變形 成孔型形狀。約往下游道次的軋制速度越快，最后一道的速度可以達(dá)到每秒10米。工件表 面的溫度在200°C _650°C 。因此，連鑄連軋輥使用工況環(huán)境非常惡劣，不僅要承受高溫，同 時(shí)還要承受來自高溫工件的高速摩擦和剪切作用。因此，對(duì)軋輥材質(zhì)要求非常高，而且往往 使用壽命不是很理想。 目前，許多工廠在生產(chǎn)鋁桿連鑄連軋軋輥時(shí)，其選用材質(zhì)一般為彈簧鋼或和為模 具鋼等，然后對(duì)這些模具鋼或彈簧鋼進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，并在工作面進(jìn)行表面滲碳，這種工藝處 理不好易于出現(xiàn)高溫脆裂和軋輥粘鋁(中國有色金屬報(bào)日期2005-9-13)。且彈簧鋼、模具 鋼價(jià)格均比較昂貴，高達(dá)10000元/噸；另外，表面滲碳效果也不顯著，表面滲碳碳化物容易 在與高溫工件長時(shí)間接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的退火現(xiàn)象，使表面軟化。如"一種組合軋輥"(CN 200420060685)專利技術(shù)，該組合軋輥在工作部位采用價(jià)格較高的硬質(zhì)材料，而基體大部分 軋輥基體采用廉價(jià)的普通鋼材。實(shí)質(zhì)上，組合軋輥制造程序比較復(fù)雜，操作方法不容易掌 握。另外由于工作面和基體材料材質(zhì)差異比較大，如其在加熱和冷卻過程中的膨脹系數(shù)不 同，在加熱或冷卻過程中，在兩種材質(zhì)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。 一般而言，硬質(zhì)材料的膨脹系數(shù)相 對(duì)比較小，普通鋼材的膨脹系數(shù)比較大，在冷卻過程中，由普通鋼組成的軋輥芯部會(huì)產(chǎn)生較 大收縮，而由硬質(zhì)材料組成的軋輥外部的收縮較小，會(huì)產(chǎn)生外部硬質(zhì)材料對(duì)內(nèi)部普通鋼材 料附著力變?nèi)?，有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生外層硬質(zhì)材料的脫落。還有，硬質(zhì)材料最終加工會(huì)比較困 難，如果達(dá)不到一定的光潔度要求，還容易產(chǎn)生粘鋁現(xiàn)象。會(huì)最終影響到軋輥的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服已有技術(shù)缺陷，目的是提供一種既能降低生產(chǎn)成本、又能提高軋 輥的抗疲勞、抗粘鋁和使用壽命長的鋁桿連鑄連軋輥的制造方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是先將45#鋼棒材進(jìn)行鍛造和調(diào)質(zhì)，再
進(jìn)行車、銑和精磨工藝，光潔度為V9級(jí)以上，制得連鑄連軋軋輥半成品；然后將連鑄連軋軋
輥半成品在200°C 65(TC條件下滲氮0. 5 10小時(shí)，隨爐自然冷卻至室溫 IO(TC，出爐；
最后對(duì)連鑄連軋軋輥的工作面進(jìn)行噴丸處理，噴丸后不再進(jìn)行機(jī)械加工即可。 所述的調(diào)質(zhì)是在箱式電阻爐中加熱至800 86(TC，保溫30 60分鐘，出爐，油
淬；然后在電阻爐中于350 55(TC條件下回火1 3小時(shí)，出爐空冷。 所述的銑和精磨工藝是待銑到離最終形狀尚有+0. 5mm的加工余量時(shí)，用成型砂
輪磨至最終尺寸。 所述的滲氮是采用高頻高壓等離子滲氮。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明采用的工作面光潔度為下一步滲氮處理的做好前 期準(zhǔn)備工作；滲氮處理工藝是在保證溫度低于45#鋼的奧氏體化溫度的同時(shí)，還能形成沿 軋輥徑向和寬度方向致密、均勻的氮化物層。經(jīng)對(duì)氮化層的X射線、掃描電子顯微鏡和能譜 分析表明，本發(fā)明能使軋輥工作面形成一層2 3微米致密、均勻的氮化鐵層。在高壓等離 子體的轟擊下，氮化鐵層和45#鋼基體之間形成一種微觀上呈鋸齒形的界面，這種鋸齒形 界面能夠保證氮化鐵層與鐵基體之間的良好結(jié)合，提高氮化層的抗疲勞性能。另外，致密氮 化鐵的形成，可以隔離鋼(鐵元素)和鋁的接觸，一定程度上降低了基體的溫度，同時(shí)避免 鋼和鋁高溫接觸時(shí)形成Al3Fe相，而且鋁和氮化鐵的相溶性差，能夠有效降低熱鋁桿工件對(duì) 鋁桿軋輥的粘著。 本發(fā)明采用比較廉價(jià)的45#鋼代替普通的彈簧鋼或模具鋼來制造鋁桿連鑄連軋 輥，能夠顯著降低制造成本，其制造成本僅為普通的彈簧鋼或模具鋼的2/3 ;本發(fā)明還通過 表面滲氮處理提高工作面的抗疲勞性能和光潔度，在較低的溫度條件下，在軋輥工作面表 面形成一層致密的、均勻的氮化物涂層，減少粘鋁，提高工作面的耐磨性、抗疲勞性；本發(fā)明 還可顯著提高產(chǎn)品的壽命，其使用壽命超過普通彈簧鋼、模具鋼熱處理后制造的軋輥壽命1 倍以上。 因此，本發(fā)明所制造的鋁桿連鑄連軋輥具有成本低、抗疲勞、抗粘鋁和使用壽命長 的特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對(duì)保護(hù)范圍的限制。
實(shí)施例1 —種鋁桿連鑄連軋輥的制造方法。先將45#鋼棒材鍛造成圓柱體。在箱式電阻爐 中加熱至820 860°C ，保溫40 60分鐘，出爐，油淬。然后在電阻爐中于400 55(TC條 件下回火1 2小時(shí)，出爐空冷。再進(jìn)行車和銑，待銑到離最終形狀尚有+0. 5mm的加工余 量時(shí)，用成型砂輪磨至最終尺寸，光潔度為V9級(jí)以上，制得連鑄連軋軋輥半成品。然后將連 鑄連軋軋輥半成品在200°C 50(TC條件下采用高頻高壓等離子滲氮，滲氮時(shí)間為2 10 小時(shí)，隨爐冷卻至室溫 7(TC出爐，出爐后對(duì)連鑄連軋軋輥的工作面進(jìn)行噴丸處理，噴丸后 不再進(jìn)行機(jī)械加工即可。
實(shí)施例2 —種鋁桿連鑄連軋輥的制造方法。先將45#鋼棒材鍛造成圓柱體。在箱式電阻爐 中加熱至800 85(TC，保溫30 50分鐘，出爐，油淬；然后在電阻爐中于350 50(TC條 件下回火2 3小時(shí)，空冷出爐。再進(jìn)行車和銑，待銑到離最終形狀尚有+0. 5mm的加工余 量時(shí)，用成型砂輪磨至最終尺寸，光潔度為V9級(jí)以上，制得連鑄連軋軋輥半成品；然后將連 鑄連軋軋輥半成品在350°C 65(TC條件下采用高頻高壓等離子滲氮，滲氮時(shí)間為0. 5 6 小時(shí)，隨爐冷卻至50 IO(TC，出爐，最后對(duì)連鑄連軋軋輥的工作面進(jìn)行噴丸處理即可。
本具體實(shí)施方式
采用比較廉價(jià)的45#鋼，其制造成本僅為普通的彈簧鋼或模具鋼 的2/3 ;通過表面滲氮處理提高工作面的抗疲勞性能和光潔度，在較低的溫度條件下，在軋 輥工作面形成一層致密的、均勻的氮化物涂層，減少粘鋁，提高工作面的耐磨性、抗疲勞性； 其使用壽命超過普通彈簧鋼、模具鋼熱處理后制造的軋輥壽命1倍以上。
權(quán)利要求
一種鋁線桿連鑄連軋輥的制造方法，其特征在于先將45#鋼棒材進(jìn)行鍛造和調(diào)質(zhì)，再進(jìn)行車、銑和精磨工藝，光潔度達(dá)到級(jí)以上，制得連鑄連軋軋輥半成品；然后將連鑄連軋軋輥半成品在200℃～650℃條件下滲氮0.5～10小時(shí)，隨爐自然冷卻至室溫～100℃，出爐；最后對(duì)連鑄連軋軋輥的工作面進(jìn)行噴丸處理即可。F2009102731392C00011.tif
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁線桿連鑄連軋輥制造方法，其特征在于所述的調(diào)質(zhì)是 在箱式電阻爐中加熱至800 86(TC，保溫30 60分鐘，出爐，油淬；然后在電阻爐中于 350 55(TC條件下回火1 3小時(shí)，出爐空冷。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁線桿連鑄連軋輥制造方法，其特征在于所述的銑和精磨工 藝是待銑到離最終形狀尚有+0. 5mm的加工余量時(shí)，用成型砂輪磨至最終尺寸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁線桿連鑄連軋輥制造方法，其特征在于所述的滲氮是采用 高頻高壓等離子滲氮。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁線桿連鑄連軋輥的制造方法。所采用的技術(shù)方案是先將45#鋼棒材進(jìn)行鍛造和調(diào)質(zhì)，再進(jìn)行車、銑和精磨工藝，表面光潔度達(dá)到9級(jí)以上，制得連鑄連軋軋輥半成品；然后將連鑄連軋軋輥半成品在200℃～650℃條件下滲氮0.5～10小時(shí)，隨爐自然冷卻至室溫～100℃，出爐，最后對(duì)連鑄連軋軋輥的工作面進(jìn)行噴丸處理即可。本發(fā)明采用比較廉價(jià)的45#鋼，制造成本僅為普通的彈簧鋼或模具鋼的2/3；通過表面滲氮處理，在軋輥工作面形成一層致密的、均勻的氮化物涂層，減少粘鋁，提高了工作面的耐磨性和抗疲勞性；其使用壽命超過普通彈簧鋼、模具鋼熱處理后制造的軋輥壽命1倍以上。
文檔編號(hào)B23P15/00GK101745788SQ200910273139
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者朱遠(yuǎn)志 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)