[发明专利]一种复合织构轧辊成形模具及其复合织构成形方法

权利要求书

1.一种复合织构轧辊成形模具，其特征在于：包括具有弧形凸起的上辊（2）和具有弧形凹槽的下辊（3），所述上辊（2）的弧形凸起表面和下辊（3）的弧形凹槽表面均设置有有序分布的复合织构形貌，所述复合织构形貌包括微凹腔和微凸起，所述上辊（2）的弧形凸起和下辊（3）的弧形凹槽之间压有待加工的板材；所述上辊（2）的弧形凸起表面和下辊（3）的弧形凹槽表面边缘区域均具有微织构减摩的表面，所述微织构减摩的表面的复合织构形貌为微凹腔；所述上辊（2）的弧形凸起表面和下辊（3）的弧形凹槽表面中心区域均具有毛化增摩的表面，所述毛化增摩的表面的复合织构形貌为微凸起。

2.按照权利要求1所述的复合织构轧辊成形模具，其特征在于：所述微凹腔的几何参数为：凹腔深度h=1-60μm，凹腔直径d=5-300μm，形貌间距s=30-1500μm，行方向与列方向的夹角α=0-60°，面积占有率为20%-45%，所述面积占有率为单个凹腔面积与点距和列距乘积的比值。

3.按照权利要求2所述的复合织构轧辊成形模具，其特征在于：所述微凸起的形貌为球冠状，所述微凸起的形貌几何参数为：凸起高度H=2-30μm，凸起直径D=6-500μm，形貌间距S=30-2000μm，行方向与列方向的夹角β=0-60°，面积占有率为25%-65%，所述面积占有率为单个凸起面积与点距和列距乘积的比值。

4.按照权利要求3所述的复合织构轧辊成形模具，其特征在于：所述上辊（2）和下辊（3）具有同一中心轴，所述上辊（2）的弧形凸起表面和下辊（3）的弧形凹槽表面中心区域相对上辊（2）和下辊（3）的中心轴轴对称，中心角（16）为60°-80°。

5.一种采用如权利要求1-4之一所述复合织构轧辊成形模具的复合织构成形方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、在对轧辊成形模具的上辊和下辊表面进行复合织构之前进行精磨处理，加工后上辊和下辊的表面粗糙度范围为：轮廓的算术平均偏差Ra≤0.6μm，几何公差：同心度≤0.03μm；

B、分析轧辊成形模具表面成形力分布状态，对上辊和下辊的表面进行复合织构形貌分布布局，划分摩擦磨损区域，针对成形过程中摩擦较大材料流动较慢的区域，加工微凹腔织构（4），针对成形过程中摩擦较小材料流动过快的区域，加工凸起织构（10）；

C、利用激光器对精磨过后的轧辊成形模具的上辊和下辊表面进行激光微织构加工，具体激光加工参数为：激光波长1064nm，离焦量±2mm，脉冲宽度1-600ms，脉冲频率1-50KHz，激光能量密度为10⁴-10⁶W/cm²，脉冲重复次数为1-8次；

D、对复合激光微织构的轧辊成形模具的上辊和下辊表面进行抛光后处理，经由抛光去除复合微造型表面熔渣，抛光工艺参数为：结合剂为树脂，材质绿色碳化，粒度320#的中软砂条，压力为0.4-2.0MPa，时间2-25s。

6.按照权利要求5所述的复合织构轧辊成形模具的复合织构成形方法，其特征在于：在步骤D之后，当微凹腔深度降低40%-80%，凸起高度降低35%-65%时，将轧辊成形模具的上辊和下辊重新研磨至轮廓的算术平均偏差Ra≤0.6μm，几何公差：同心度≤0.03μm，在轧辊辊子上重新加工复合微织构。

7.按照权利要求5所述的复合织构轧辊成形模具的复合织构成形方法，其特征在于：所述激光器为光纤激光器、CO₂激光器或YAG激光器。