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

一种高速宽幅铝箔工作辊
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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