CN108034899A - 一种高速宽幅铝箔工作辊 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速宽幅铝箔工作辊,属于轧辊制备领域,工作辊包含的化学成分及含量为C 0.85~1.05%,Si 0.50~1.10%,Mn 0.20~0.80%,Cr 1.50~4.0%,Mo 0.10~0.60%,Ni≤0.60%,V≤0.5%。本发明提高了工作辊的硬度与粗糙度、提高了高速轧制时工作辊辊面的粗糙度保持能力,延长了工作辊的在机时间,避免了打滑、粘铝等事故的发生,从而提高了生产效率、降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及铝箔轧制设备,尤其是一种高速宽幅铝箔工作辊,属于轧辊制备领域。
背景技术
铝箔是一种用金属铝直接压延成的薄片,通常指厚度小于或等于0.1mm的薄带材,广泛应用于卷烟、食品、医药、电子、照相器材或日用化工等行业。
铝箔的轧制对技术和设备的要求很高,而轧制设备中最关键的轧制工具是轧辊,其中的工作辊需要达到极高的硬度值和均匀性。随着铝箔轧制技术不断发展以及产品质量要求的提高,对轧辊性能的要求也有一定程度的转变。轧制速度的提高、铝箔市场需求的变化,要求轧辊不仅要具有高硬度、高均匀性及铝箔高光亮,还要求轧辊具有高的粗糙度、高粗糙度保持能力及中轧铝箔的高生产率。
轧辊磨削时粗糙度不易磨粗,轧辊高速轧制时对辊面的磨损极为严重,辊面粗糙度快速下降,当粗糙度不能满足轧制工艺要求时,必须下机修磨轧辊,否则可能引发打滑、粘铝甚至火灾事故。因此提高轧辊的高粗糙度磨削性能、粗糙度保持能力有重要的意义。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种高速宽幅铝箔工作辊,用于铝箔的轧制过程,提高工作辊的硬度与粗糙度,进一步提高工作辊辊面的粗糙度保持能力,延长工作辊的在机时间,避免打滑、粘铝等事故的发生,从而提高生产效率、降低生产成本。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种高速宽幅铝箔工作辊,其特征在于:所述工作辊包含的化学成分及含量为C0.85~1.05%,Si0.50~1.10%,Mn0.20~0.80%,Cr1.50~4.0%,Mo0.10~0.60%,Ni≤0.60%,V≤0.5%。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述工作辊的直径为260~300mm,工作辊的长度为2000~3000mm;工作辊的轧制速度为900~1600m/min。
本发明技术方案的进一步改进在于:制备步骤包括球化退火和调质处理。
本发明技术方案的进一步改进在于:将工作辊先进行粗车,再进行球化退火和调质处理,然后进行油冷、回火处理、淬火、深冷处理、空冷至室温,最后进行油炉回火。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述球化退火为将工作辊加热至850~950℃后保温4~8h,然后空冷,温度降至650~750℃后保温15~25h。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述调质为将工作辊升温至850~950℃后保温4~8h。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述回火处理的温度为550~650℃,保温时间为8~15h。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述淬火是在双中频感应炉中进行的,扫描加热温度为850~950℃,扫描速度为24~48mm/min。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述深冷处理的温度为-150~-70℃,深冷处理的时间为1~5h。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述油炉回火的温度为80~150℃,保温时间为40~100h。
由于采用了上述技术方案,本发明取得的技术进步是:
本发明提高了工作辊的硬度与粗糙度,高速轧制时工作辊辊面的粗糙度保持能力明显提高,延长了工作辊的在机时间,避免了打滑、粘铝等事故的发生,从而提高了生产效率、降低了生产成本。
本发明高速宽幅铝箔工作辊材质成分含量上的调整、工艺方法上的优化,提高了工作辊的硬度、粗糙度及高速轧制时粗糙度的保持能力。本发明工作辊材质成分及含量与传统材质的成分及含量相比,增加了金属元素钒(V),提高了硅元素(Si)的含量,钒能与碳元素生成稳定的碳化合物,硅在工作辊制备过程中起到还原剂和脱氧剂的作用,这些成分含量的改变综合起来可以显著改善工作辊的性能,增大了工作辊的强度、韧性、抗腐蚀能力、耐磨及承受冲击负荷的能力等;工作辊制备工艺中增加球化退火步骤,与调质、双中频感应淬火、快速冷却(深冷处理)相配合,使工作辊达到了极限硬度,工作辊成分均匀、组织均匀、基体中含有大量的弥散分布的碳化物,且碳化物颗粒尺寸较大,从而提高了工作辊的粗糙度与辊形保持能力,高速轧制时辊面粗糙度保持能力显著提高,保证了轧制过程的顺利进行;延长了工作辊的在机时间,减少了下机修磨次数,从而降低了生产成本。
本发明制备的高速宽幅铝箔工作辊不仅适合高速轧制,还能获得宽度较大的铝箔。本发明工作辊的长度为2000~3000mm,可轧制出较宽的铝箔产品;硬度及粗糙度等能满足轧制速度900~1600m/min的要求,提高了生产效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明:
一种高速宽幅铝箔工作辊,工作辊材质包含的化学成分及含量为C0.85~1.05%,Si0.50~1.10%,Mn0.20~0.80%,Cr1.50~4.0%,Mo0.10~0.60%,Ni≤0.60%,V≤0.5%,其余为Fe和不可避免的杂质;工作辊的直径为260~300mm,工作辊的长度为2000~3000mm;轧制速度为900~1600m/min。
工作辊的制备步骤为:按照上述工作辊材质的化学成分及含量制备工作辊辊坯,辊坯粗车加工;然后进行球化退火和调质处理,球化退火为将粗车后的辊坯加热至850~950℃并在此温度下保温4~8h,保温结束后空冷,待温度降至650~750℃后保温15~25h,之后升温至850~950℃并在此温度下保温4~8h进行调质处理;调质处理结束后油冷至油温,然后回火,回火温度为550~650℃,回火保温时间为8~15h;之后进行淬火热处理,淬火是利用双中频感应炉进行的,扫描的加热温度为850~950℃,扫描速度为24~48mm/min;淬火结束后进行深冷处理,深冷处理的温度为-150~-70℃,保温时间为1~5h;深冷处理结束后空冷至室温,最后进行油炉回火,回火温度为80~150℃,保温时间为40~100h。
实施例1
一种高速宽幅铝箔工作辊,工作辊材质包含的化学成分及含量见表1,工作辊的直径为260mm,工作辊的长度为2000mm;轧制速度为900m/min。工作辊的制备步骤为:按照上述工作辊材质的化学成分及含量制备工作辊辊坯,辊坯粗车加工;然后进行球化退火和+调质处理,球化退火为将粗车后的辊坯加热至850℃并在此温度下保温8h,保温结束后空冷,待温度降至650℃后保温25h,之后升温至850℃并在此温度下保温8h进行调质处理;调质处理结束后油冷至油温,然后回火,回火温度为550℃,回火保温时间为15h;之后进行淬火热处理,淬火是利用双中频感应炉进行的,扫描的加热温度为950℃,扫描速度为24mm/min;淬火结束后进行深冷处理,深冷处理的温度为-150℃,保温时间为1h;深冷处理结束后空冷至室温,最后进行油炉回火,回火温度为80℃,保温时间为100h。
实施例2
一种高速宽幅铝箔工作辊,工作辊材质包含的化学成分及含量见表1,工作辊的直径为300mm,工作辊的长度为3000mm;轧制速度为1600m/min。工作辊的制备步骤为:按照上述工作辊材质的化学成分及含量制备工作辊辊坯,辊坯粗车加工;然后进行球化退火和调质处理,球化退火为将粗车后的辊坯加热至950℃并在此温度下保温4h,保温结束后空冷,待温度降至750℃后保温15h,之后升温至950℃并在此温度下保温4h进行调质处理;调质处理结束后油冷至油温,然后回火,回火温度为550℃,回火保温时间为15h;之后进行淬火热处理,淬火是利用双中频感应炉进行的,扫描的加热温度为850℃,扫描速度为48mm/min;淬火结束后进行深冷处理,深冷处理的温度为-70℃,保温时间为5h;深冷处理结束后空冷至室温,最后进行油炉回火,回火温度为150℃,保温时间为40h。
实施例3
一种高速宽幅铝箔工作辊,工作辊材质包含的化学成分及含量见表1,工作辊的直径为280mm,工作辊的长度为2400mm;轧制速度为1300m/min。工作辊的制备步骤为:按照上述工作辊材质的化学成分及含量制备工作辊辊坯,辊坯粗车加工;然后进行球化退火和调质处理,球化退火为将粗车后的辊坯加热至,900℃并在此温度下保温6h,保温结束后空冷,待温度降至700℃后保温20h,之后升温至900℃并在此温度下保温6h进行调质处理;调质处理结束后油冷至油温,然后回火,回火温度为600℃,回火保温时间为10h;之后进行淬火热处理,淬火是利用双中频感应炉进行的,扫描的加热温度为900℃,扫描速度为36mm/min;淬火结束后进行深冷处理,深冷处理的温度为-100℃,保温时间为3h;深冷处理结束后空冷至室温,最后进行油炉回火,回火温度为100℃,保温时间为60h。
实施例4
一种高速宽幅铝箔工作辊,工作辊材质包含的化学成分及含量见表1,工作辊的直径为270mm,工作辊的长度为2600mm;轧制速度为1200m/min。工作辊的制备步骤为:按照上述工作辊材质的化学成分及含量制备工作辊辊坯,辊坯粗车加工;然后进行球化退火和调质处理,球化退火为将粗车后的辊坯加热至,920℃并在此温度下保温5h,保温结束后空冷,待温度降至730℃后保温21h,之后升温至920℃并在此温度下保温7h进行调质处理;调质处理结束后油冷至油温,然后回火,回火温度为610℃,回火保温时间为12h;之后进行淬火热处理,淬火是利用双中频感应炉进行的,扫描的加热温度为930℃,扫描速度为40mm/min;淬火结束后进行深冷处理,深冷处理的温度为-120℃,保温时间为2h;深冷处理结束后空冷至室温,最后进行油炉回火,回火温度为120℃,保温时间为50h。
对照试验
一种高速宽幅铝箔工作辊,工作辊材质包含的化学成分及含量见表1,工作辊的直径为270mm,工作辊的长度为2600mm;轧制速度为1200m/min。工作辊的制备步骤为:按照上述工作辊材质的化学成分及含量制备工作辊辊坯,辊坯粗车加工;然后升温至920℃并在此温度下保温7h;之后油冷至油温,然后回火,回火温度为610℃,回火保温时间为12h;之后进行淬火热处理,淬火是利用双中频感应炉进行的,扫描的加热温度为930℃,扫描速度为40mm/min;淬火结束后空冷至室温,最后进行油炉回火,回火温度为120℃,保温时间为50h。
表1
为说明本发明的优势,将实施例1~4和对照试验制备的工作辊(每个实施例制备5支工作辊)进行检测,检测结果如表2所示。
表2
例1 | 例2 | 例3 | 例4 | 对照 | |
硬度(HSD) | 103 | 99 | 105 | 103 | 95 |
硬度梯度(HS) | 3 | 5 | 4 | 3 | 12 |
碳化物含量 | 一般 | 多 | 较大 | 最优 | 少 |
碳化物颗粒尺寸 | 一般 | 大 | 较大 | 最大 | 极小 |
粗糙度值(Ra) | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.25 |
粗糙度保持能力 | 一般 | 正常 | 较好 | 最优 | 较差 |
由表2可以看出本发明实施例1~4制备的高速宽幅铝箔工作辊的平均硬度为99~105HSD,远大于对照试验的95HSD;平均硬度梯度为3~5HS,远小于对照试验12HS的硬度梯度;粗糙度度值为0.3,大于对照的0.25;碳化物含量均比对照要大,碳化物颗粒尺寸也较对照大;粗糙度保持能力均比对照好。
Claims (10)
1.一种高速宽幅铝箔工作辊,其特征在于:所述工作辊包含的化学成分及含量为C0.85~1.05%,Si 0.50~1.10%,Mn 0.20~0.80%,Cr 1.50~4.0%,Mo 0.10~0.60%,Ni≤0.60%,V≤0.5%。
2.根据权利要求1所述的一种高速宽幅铝箔工作辊,其特征在于:所述工作辊的直径为260~300mm,工作辊的长度为2000~3000mm;工作辊的轧制速度为900~1600m/min。
3.根据权利要求1所述的一种高速宽幅铝箔工作辊,其特征在于:制备步骤包括球化退火和调质处理。
4.根据权利要求3所述的一种高速宽幅铝箔工作辊,其特征在于制备步骤如下:将工作辊先进行粗车,再进行球化退火和调质处理,然后进行油冷、回火处理、淬火、深冷处理、空冷至室温,最后进行油炉回火。
5.根据权利要求4所述的一种高速宽幅铝箔工作辊,其特征在于:所述球化退火为将工作辊加热至850~950℃后保温4~8h,然后空冷,温度降至650~750℃后保温15~25h。
6.根据权利要求4所述的一种高速宽幅铝箔工作辊,其特征在于:所述调质为将工作辊升温至850~950℃后保温4~8h。
7.根据权利要求4所述的一种高速宽幅铝箔工作辊,其特征在于:所述回火处理的温度为550~650℃,保温时间为8~15h。
8.根据权利要求4所述的一种高速宽幅铝箔工作辊,其特征在于:所述淬火是在双中频感应炉中进行的,扫描加热温度为850~950℃,扫描速度为24~48mm/min。
9.根据权利要求4所述的一种高速宽幅铝箔工作辊,其特征在于:所述深冷处理的温度为-150~-70℃,深冷处理的时间为1~5h。
10.根据权利要求4所述的一种高速宽幅铝箔工作辊,其特征在于:所述油炉回火的温度为80~150℃,保温时间为40~100h。
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2017
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