[发明专利]复合材料冷轧辊加工工艺

说明书

技术领域

本发明属于冷轧辊领域，尤其是涉及一种复合材料冷轧辊加工工艺。

背景技术

现阶段市场使用冷轧辊一般采用不同基材进行热处理方法进行制作。通过这种工艺生产得到的冷轧辊在轧制较硬产品时会出现使用寿命短、工作面容易出现金属疲劳层、压扎产品平整度和光泽度差、因轧辊需要经常更换导致生产线不能连续生产，影响设备生产能力，如生产电热扁带生产线每4至6小时就要进行更换。

专利CN200710030101.3、CN200910025408.3所公开的冷轧辊的加工方法均为常规的热处理方法，目前尚未见采用超音速喷涂轧机对冷轧辊耐磨工作面进行感应重熔工艺的处理方法。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种产品工作面具有高硬度合金，使用寿命长、平整度和光泽度好的复合材料冷轧辊加工工艺，尤其适合用于生产电热扁带中。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种复合材料冷轧辊加工工艺，包括如下步骤：

(1)采用超音速喷涂设备(HVOF)对轧辊进行喷涂碳化钨合金层。喷涂时控制轧辊自转速度为40-60rad/min，X轴向水平运动速度为200-300mm/min；将轧辊的速度控制在上述范围内可以使冷轧辊获得均匀的喷涂厚度，得到高质量合金层，得到的喷涂厚度为0.5mm-3mm。

优选的，所述碳化钨合金层，以质量百分比计，含有：

碳化钨(WC)：75-85％；钴(Co)：8-15％，镍(Ni)：3-7％，硅(Si)：1-3％，铁(Fe)：1-2％；硼(B)：0.5-1.5％，碳(C)：0.2-0.8％。

更优选的，所述碳化钨合金层，以质量百分比计，含有：碳化钨(WC)：80％；钴(Co)：10％，镍(Ni)：5％，硅(Si)：2％，铁(Fe)：1.5％；硼(B)：1％，碳(C)：0.5％。

所述超音速喷涂设备的参数控制如下，将参数控制在表1所述范围内可以使碳化钨合金层粉充分熔化，高质量、高效率得到合金层；

表1

(2)喷涂后的轧辊自然冷却到常温后，放入感应重熔设备上，调整轧辊自转速度为150-200rad/min，X轴向水平运动速度为60-80mm/min(将速度设置在上述范围，保证了轧辊在感应重熔设备上均匀受热，在最短时间内达到重熔效果，得到氧化程度最小的重熔合金层)；感应重熔设备电流为600-800A，感应重熔加热一次，使得涂层完全熔化，表面出现金属光泽。通过感应重熔，达到涂层密度提高的效果，形成高密度、高性能合金。重熔后合金层厚度降低5％，合金密度得到提高。

(3)轧辊在感应重熔设备上转动冷却到700度后，再自然冷却到常温；

(4)把冷却到常温的轧辊放入热处理炉，热处理炉温度控制在800至900度，保温3至4小时，拿出淬火；

(5)对淬火后的轧辊进行精加工，得所述的复合材料冷轧辊。

优选的，在步骤(1)之前还包括如下步骤：

将棒材机加工成需要喷涂尺寸的轧辊，进行打砂表面粗化处理，完毕后用洁净高压空气去除表面残留颗粒或粉尘，然后将轧辊进行遮挡处理，把工作面(轧辊耐磨工作面)以外的基材全部遮挡起来。

优选的，打砂表面粗化处理是用20目棕刚玉在0.6-0.8MPA的空气压力下进行。

本发明制备得到的复合材料冷轧辊与用常规热处理得到冷轧辊，其结构示意图分别见图1和图2。与常规热处理的冷轧辊相比，本发明的复合材料冷轧辊的工作面具有一层高硬度合金层。

将本发明制备得到的复合材料冷轧辊与用常规热处理得到冷轧辊应用于生产耐磨扁带，两者的性能比较见表2。从表2可以看出，本发明得到的复合材料冷轧辊其表面硬度高，耐磨性能优越，能够有效的将设备产能提高20％以上。

表2