CN102744285A - 热卷箱弯曲辊和制作热卷箱弯曲辊的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热卷箱弯曲辊，其中，所述热卷箱弯曲辊(10)的轴向方向的两端具有加强区域(11)。本发明还公开了制作所述热卷箱弯曲辊的方法。通过上述技术方案，在热卷箱弯曲辊的两端设置加强区域，以增强对所卷板带的两侧边缘因非180度接触产生的切削作用的抵抗，从而可以避免粘肉，因而大大提高了热卷箱弯曲辊的使用寿命并改善了所卷板带的表面质量。
Description
技术领域
本发明涉及本发明涉及热轧设备，具体地，涉及制作热卷箱弯曲辊的方法和热卷箱弯曲辊。
背景技术
热卷箱弯曲辊是热轧板生产线上的重要部件，用于将粗轧以后的板带卷曲成卷，从而将成卷的板带搬运到精轧设备，然后通过精轧设备展开并精轧。现有技术中，通常采用硬度在HRC35左右的不锈钢或低碳低合金钢焊料来堆焊弯曲辊的表面，以保持一定的耐磨性和耐热性。但是，由于在将板带卷曲成卷的过程中板带不是以完全与弯曲辊的辊面平行的角度被卷曲，而是以稍微向外凸起的形态被卷，因而板带的宽度方向的两侧和弯曲辊接触时不是180°，而是小于180°。因此，板带的两侧部分对弯曲辊有轻微的切削作用，特别是板带两侧和弯曲辊接触时容易将辊面拉毛，也就是将弯曲辊的金属粘到板带上，产生粘肉现象。另外，当轧制强度较高的钢带时，由于这种钢带的物理性质和弯曲辊表面堆焊的材料接近，因而更容易粘肉。粘肉不仅影响卷曲的板带的表面质量，而且弯曲辊因为损失了耐热、耐磨的表面堆焊层而降低了使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够减少粘肉并提高使用寿命和板带表面质量的热卷箱弯曲辊和制作热卷箱弯曲辊的方法。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种热卷箱弯曲辊，其中，所述热卷箱弯曲辊的轴向方向的两端具有加强区域。
优选地，所述热卷箱弯曲辊具有与所卷曲的板带的两侧边缘相对应的两条卷曲边线，所述加强区域包括相互间隔开的两个环形带，每个环形带以每条所述卷曲边线为中心。
优选地，每个环形带的宽度为600-800mm。
根据本发明的另一方面，提供一种制作本发明的热卷箱弯曲辊的方法，该方法包括：步骤(a)：制作辊芯；步骤(b)：在所述辊芯工作段的外表面上堆焊打底层；步骤(c)：在所述打底层上堆焊工作层；步骤(d)：对所述热卷箱弯曲辊进行去应力退火；其中，在所述加强区域中堆焊的所述工作层的硬度为HRC42～46。
优选地，在所述加强区域中堆焊的所述工作层的熔敷金属的成分的重量百分比为：0.20～0.28％C、0.35～0.75％Si、0.5～1.5％Mn、2.0～5.0％Cr、0.30～0.65％V、0.50～1.50％Mo、S≤0.030％、P≤0.030％、余量为Fe，在所述加强区域以外的区域中堆焊的所述工作层的熔敷金属的成分的重量百分比为：0.2～0.3％C、0.4～0.7％Si、0.6～1.5％Mn、2.0～3.0％Cr、0.15～0.35％Mo、S≤0.04％、P≤0.04％、余量为Fe。
根据本发明的另一方面，提供一种制作本发明的热卷箱弯曲辊的方法，该方法包括：步骤(a)：制作辊芯；步骤(b)：在所述辊芯工作段的外表面上堆焊打底层；步骤(c)：在所述打底层上堆焊工作层；步骤(d)：对所述热卷箱弯曲辊进行去应力退火；步骤(e)：对所述加强区域进行激光淬火以形成淬火层。
根据本发明的另一方面，提供一种制作本发明的热卷箱弯曲辊的方法，该方法包括：步骤(a)：制作辊芯；步骤(b)：在所述辊芯的外表面上堆焊打底层；步骤(c)：在所述打底层上堆焊工作层；步骤(d)：对所述热卷箱弯曲辊进行去应力退火；步骤(e)：对所述加强区域进行离子注入。
根据本发明的另一方面，提供一种制作本发明的热卷箱弯曲辊的方法，该方法包括：步骤(a)：制作辊芯；步骤(b)：在所述辊芯的外表面上堆焊打底层；步骤(c)：在所述打底层上堆焊工作层；步骤(d)：对所述加强区域进行喷熔以形成喷熔层；步骤(e)：对所述热卷箱弯曲辊进行去应力退火。
通过上述技术方案，在热卷箱弯曲辊的两端设置加强区域，以增强对所卷板带的两侧边缘因非180度接触产生的切削作用的抵抗，从而可以避免粘肉，因而大大提高了热卷箱弯曲辊的使用寿命并改善了所卷板带的表面质量。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在
附图中：
图1是说明本发明的热卷箱弯曲辊的结构示意图。
附图标记说明
10：热卷箱弯曲辊 11：加强区域 12：卷曲边线
20：板带 21：侧边缘
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
根据本发明的一个方面，提供一种热卷箱弯曲辊10，其中，所述热卷箱弯曲辊10的轴向方向的两端具有加强区域11。
通过在热卷箱弯曲辊10的轴向方向的两端设置加强区域11，可以增加该加强区域11的耐磨性和强度，从而使该加强区域11更好地抵抗因所卷板带20的两侧边缘非180度接触产生的切削作用。
优选地，如图1所示，所述热卷箱弯曲辊10具有与所卷曲的板带20的两侧边缘21相对应的两条卷曲边线12，所述加强区域11包括相互间隔开的两个环形带，每个环形带以每条所述卷曲边线12为中心。通过这种布置，只需要对与板带20的两侧边缘21摩擦的区域加强，即可达到使热卷箱弯曲辊延长寿命的效果。另外，可以应对板带20的侧边缘21在卷曲过程中发生的偏移。更优选地，每个环形带的宽度为600-800mm。由于加强区域11需要通过额外的处理获得，通过这种结构可以使加强区域11具有适当的大小，从而在起到抵抗切削作用的同时减少额外处理的成本。
其中，本领域技术人员可以理解的是，每个规格的热卷箱弯曲辊10所卷曲的板带20具有相应的规定的宽度，从而卷曲时，每个热卷箱弯曲辊10具有与相应的板带20唯一地对应的两条卷曲边线12。通过使加强区域11包括以卷曲边线12为中心两侧300-400mm(即宽度为600-800mm)的两条环形带，还可以抵抗因卷曲中发生板带跑偏而使板带20的边缘对卷曲边线12两侧的区域造成的切削。
如上所述，可以通过各种方式获得加强区域11，因此可以通过多种适当方法制作本发明的热卷箱弯曲辊10。具体地，本发明还提供以下四种制作热卷箱弯曲辊的方法：
可以使加强区域11获得耐磨性和硬度等较高的工作层，例如可以使加强区域11的工作层的硬度达到HRC42～46左右，从而能够抵抗板带20的两侧边缘的切削。基于上述理念，根据本发明的另一方面，第一种制作本发明的热卷箱弯曲辊的方法包括：步骤(a)：制作辊芯；步骤(b)：在所述辊芯工作段的外表面上堆焊打底层；步骤(c)：在所述打底层上堆焊工作层；步骤(d)：对所述热卷箱弯曲辊进行去应力退火；其中，在所述加强区域中堆焊的所述工作层的硬度为HRC42～46。
优选地，在所述加强区域11中堆焊的所述工作层的熔敷金属的成分的重量百分比为：0.20～0.28％C、0.35～0.75％Si、0.5～1.5％Mn、2.0～5.0％Cr、0.30～0.65％V、0.50～1.50％Mo、S≤0.030％、P≤0.030％、余量为Fe。例如，使用的焊丝的成分为：0.35～0.65％C、0.40～1.10％Si、0.6～1.9％Mn、2.5～6.0％Cr、0.3～0.75％V、0.50～1.60％Mo、S≤0.030％、P≤0.030％、余量为Fe。
通过在加强区域11堆焊耐磨性、硬度等性能增强的工作层，已经能够满足抵抗板带20的边缘切削的需要，因而加强区域11以外的区域可以堆焊耐磨性、硬度较低的工作层，从而降低成本。例如，可以使加强区域11以外的区域堆焊的工作层达到HRC30～35左右即可。优选地，在所述加强区域以外的区域中堆焊的所述工作层的熔敷金属的成分的重量百分比为：0.2～0.3％C、0.4～0.7％Si、0.6～1.5％Mn、2.0～3.0％Cr、0.15～0.35％Mo、S≤0.04％、P≤0.04％、余量为Fe。例如，使用上海司太立有限公司生产的Stoody107焊丝。当然，本领域技术人员也可以选用用于形成其它耐磨性、硬度较低的工作层的焊料，只要使该焊料形成的工作层的硬度低于加强区域11的硬度并达到正常卷曲所需的硬度即可(例如HRC30～35)。
优选地，所述工作层的厚度为5-8mm。应该注意的是，在打底层的表面应当均匀地焊接同样厚度的工作层，即加强区域11和非加强区域的工作层的厚度相同。
另外，优选地，在步骤(b)中，堆焊所述打底层使用的焊丝的成分H08、H08A和H08Mn2Si中的任意一种，打底层的厚度为2～4mm。
优选地，在步骤(a)中，通过锻造40Cr、40CrMo、40CrV、40CrMn、40CrNi、30CrMo和35CrMo中的任意一种制作所述辊芯。
优选地，在步骤(e)中，退火温度为550～600℃，退火时间为5～8h。
根据本发明的另一方面，第二种制作本发明的热卷箱弯曲辊的方法包括：步骤(a)：制作辊芯；步骤(b)：在所述辊芯工作段的外表面上堆焊打底层；步骤(c)：在所述打底层上堆焊工作层；步骤(d)：对所述热卷箱弯曲辊进行去应力退火；步骤(e)：对所述加强区域进行激光淬火以形成淬火层。
优选地，所述淬火层的厚度为0.5～1mm。
另外，优选地，在步骤(b)中，堆焊所述打底层使用的焊丝为H08、H08A和H08Mn2Si中的任意一种，打底层的厚度为2～4mm。
优选地，在步骤(c)中，堆焊的所述工作层的成分的重量百分比为：堆焊的所述工作层的熔敷金属的成分的重量百分比为：0.2～0.3％C、0.4～0.7％Si、0.6～1.5％Mn、2.0～3.0％Cr、0.15～0.35％Mo、S≤0.04％、P≤0.04％、余量为Fe。更优选地，所述工作层的厚度为5～8mm。例如，上海司太立有限公司生产的Stoody107焊丝。
优选地，在步骤(a)中，通过锻造40Cr、40CrMo、40CrV、40CrMn、40CrNi、30CrMo和35CrMo中的任意一种制作所述辊芯。
优选地，在步骤(d)中，退火温度为550～600℃，退火时间为5～8h。
根据本发明的另一方面，第三种制作本发明的热卷箱弯曲辊的方法包括：步骤(a)：制作辊芯；步骤(b)：在所述辊芯工作段的外表面上堆焊打底层；步骤(c)：在所述打底层上堆焊工作层；步骤(d)：对所述热卷箱弯曲辊进行去应力退火；步骤(e)：对所述加强区域进行离子注入。
优选地，在步骤(e)中对所述加强区域注入N++N2 +离子。
优选地，在步骤(e)中，离子注入的厚度(即深度)为250～400nm。
另外，优选地，在步骤(b)中，堆焊所述打底层使用的焊丝为H08、H08A和H08Mn2Si中的任意一种，打底层的厚度为2～4mm。
优选地，在步骤(c)中，堆焊的所述工作层的熔敷金属的成分的重量百分比为：0.2～0.3％C、0.4～0.7％Si、0.6～1.5％Mn、2.0～3.0％Cr、0.15～0.35％Mo、S≤0.04％、P≤0.04％、余量为Fe。更优选地，所述工作层的厚度为5～8mm。例如，上海司太立有限公司生产的Stoody107焊丝。
优选地，在步骤(a)中，通过锻造40Cr、40CrMo、40CrV、40CrMn、40CrNi、30CrMo和35CrMo中的任意一种制作所述辊芯。
优选地，在步骤(d)中，退火温度为550～600℃，退火时间为5～8h。
根据本发明的另一方面，第四种制作本发明的热卷箱弯曲辊的方法包括：步骤(a)：制作辊芯；步骤(b)：在所述辊芯工作段的外表面上堆焊打底层；步骤(c)：在所述打底层上堆焊工作层；步骤(d)：对所述加强区域进行喷熔以形成喷熔层；步骤(e)：对所述热卷箱弯曲辊进行去应力退火。
优选地，在步骤(d)中，喷熔的材料为Ni55镍基自溶性合金粉末。其中，该Ni55镍基自溶性合金粉末的成分为：0.5～0.9％C，3.5～5％Si，2.5～4％B，14～17％Cr，0～12％Fe，余量为Ni。
优选地，在步骤(d)中，所述喷熔层的厚度为1～1.5mm。
另外，优选地，在步骤(b)中，堆焊所述打底层使用的焊丝为H08、H08A和H08Mn2Si中的任意一种，打底层的厚度为2～4mm。
优选地，在步骤(c)中，堆焊的所述工作层的熔敷金属的成分的重量百分比为：：0.2～0.3％C、0.4～0.7％Si、0.6～1.5％Mn、2.0～3.0％Cr、0.15～0.35％Mo、S≤0.04％、P≤0.04％、余量为Fe。例如，上海司太立有限公司生产的Stoody107焊丝。更优选地，所述工作层的厚度为5～8mm。
优选地，在步骤(a)中，通过锻造40Cr、40CrMo、40CrV、40CrMn、40CrNi、30CrMo和35CrMo中的任意一种制作所述辊芯。
优选地，在步骤(e)中，退火温度为550～600℃，退火时间为5～8h。
应该注意的是，上述各种方法中，堆焊可以使用能够得到所需成分的普通焊丝，也可以使用药芯焊丝。为了便于得到所需的焊层成分，优选使用药芯焊丝。药芯焊丝可以通过适当的方式加工，例如以一定的重量比例混合锰铁、硅铁、铬铁、钒铁、钼铁等铁合金粉末和铁粉形成所需成分的混料，然后将混料均匀紧实地装填在管状焊丝(通常是管状钢皮)内，并拉拔成规定的直径。上述加工方式是本领域技术人员公知的方式，在此不做详细说明。换言之，对于给定成分的药芯焊丝，可以通过上述方式自行制备。
下面通过具体实施例说明本发明的各种制作本发明的热卷箱弯曲辊的方法。
实施例1
使用40Cr钢锻造辊总长度为3450mm的辊芯，其中工作段长度为1450mm，工作段直径为400mm，工作段两端其余长度为过渡段。其中，40Cr钢的成分如表1所示。
表1
使用直径为4mm的H08A焊丝(购自深圳市雄兴金属材料有限公司)和上海司太立公司生产的SSF焊剂通过埋弧自动焊在辊芯工作段的表面堆焊厚度为4mm的打底层。其中，预热温度为250，层间温度为280℃，电流强度为360A，电压为2V，焊接速度0.5m/min。
使用直径为4mm的焊丝通过埋弧自动焊在打底层上堆焊5mm的工作层以形成热卷箱弯曲辊。其中，以卷曲边线12为中心两侧300mm的区域作为加强区域11。在加强区域11：堆焊使用的焊丝的成分为：0.35％C、0.40％Si、0.6％Mn、2.5％Cr、0.30％V、0.50％Mo、余量为Fe，重量百分数之和为100％；熔敷金属的成分为：0.20％C、0.35％Si、0.5％Mn、2.0％Cr、0.30％V、0.50％Mo、余量为Fe，重量百分数之和为100％。在其它区域：堆焊使用的焊丝为上海司太立有限公司生产的Stoody107焊丝；熔敷金属的成分为：0.2％C、0.4％Si、0.6％Mn、2.0％Cr、0.15％Mo、余量为Fe，重量百分数之和为100％。堆焊工作层(包括加强区域和其他区域)使用上海司太立公司生产的SSF焊剂，层间温度为350℃，电流强度为430A，电压为33V，焊接速度0.5m/min(本文中的焊接速度均指沿辊芯的轴向方向的焊接速度)。
堆焊完成后，将热卷箱弯曲辊放入加热炉进行去应力退火。其中，使热卷箱弯曲辊在550℃下热处理8小时，随炉冷却到室温。然后可以将辊子加工到规定尺寸(由于堆焊可能存在误差，需要通过机械加工控制堆焊厚度的精度)。
实施例2
使用实施例1的方法制作热卷箱弯曲辊。其中：
使用直径为4mm的H08焊丝(购自深圳市雄兴金属材料有限公司)和上海司太立公司生产的SSF焊剂通过埋弧自动焊在辊芯工作段的表面堆焊厚度为3mm的打底层。其中，预热温度为250℃，层间温度为300℃，电流强度为360A，电压为20V。
使用直径为4mm的焊丝通过埋弧自动焊在打底层上堆焊7mm的工作层以形成热卷箱弯曲辊。以卷曲边线12为中心两侧350mm的区域作为加强区域11。在加强区域11：使用的焊丝的成分为：0.45％C、0.8％Si、1.3％Mn、4.5％Cr、0.68％V、1.1％Mo、0.01％S、0.02％P、余量为Fe，重量百分数之和为100％；熔敷金属的成分为：0.25％C、0.65％Si、1.2％Mn、4.0％Cr、0.62％V、1.10％Mo、0.01％S、0.02％P、余量为Fe，重量百分数之和为100％。在其它区域：堆焊使用的焊丝为上海司太立有限公司生产的Stoody107焊丝，熔敷金属的成分为：0.23％C、0.53％Si、0.95％Mn、2.3％Cr、0.25％Mo、0.01％S、0.02％P、余量为Fe，重量百分数之和为100％。堆焊工作层(包括加强区域和其他区域)使用上海司太立公司生产的SSF焊剂，层间温度为350℃，电流强度为430A，电压为33V，焊接速度0.5m/min。
堆焊完成后，将热卷箱弯曲辊放入加热炉进行去应力退火。其中，使热卷箱弯曲辊在580℃下热处理6小时，随炉冷却到室温。然后将辊子加工到规定尺寸。
实施例3
使用实施例1的方法制作热卷箱弯曲辊。其中，使用40CrMn钢锻造辊芯。40CrMn钢的成分如表2所示。
表2
使用直径为4mm的H08Mn2Si焊丝(购自深圳市雄兴金属材料有限公司)和上海司太立公司生产的SSF焊剂通过埋弧自动焊在辊芯工作段的表面堆焊厚度为2mm的打底层。其中，预热温度为250℃，层间温度为280℃，电流强度为360A，电压为32V。
使用直径为4mm的焊丝通过埋弧自动焊在打底层上堆焊8mm的工作层以形成热卷箱弯曲辊。以卷曲边线12为中心两侧400mm的区域作为加强区域11。在加强区域11：使用的焊丝的成分为：0.65％C、1.10％Si、1.9％Mn、6.0％Cr、0.75％V、1.60％Mo、0.03％S、0.03％P、余量为Fe，重量百分数之和为100％；熔敷金属的成分为：0.28％C、0.75％Si、1.5％Mn、5.0％Cr、0.65％V、1.50％Mo、0.03％S、0.03％P、余量为Fe，重量百分数之和为100％。在其它区域：堆焊使用的焊丝为上海司太立有限公司生产的Stoody107焊丝，熔敷金属的成分为：0.3％C、0.7％Si、1.5％Mn、2.7％Cr、0.35％Mo、0.04％S、0.04％P，余量为Fe，重量百分数之和为100％。堆焊工作层(包括加强区域和其他区域)使用上海司太立公司生产的SSF焊剂，层间温度为360℃，电流强度为430A，电压为34V，焊接速度0.5m/min。
堆焊完成后，将热卷箱弯曲辊放入加热炉进行去应力退火。其中，使热卷箱弯曲辊在600℃下热处理5小时，随炉冷却到室温。然后将辊子加工到规定尺寸。
实施例4
使用40CrMo钢锻造辊总长度为3450mm的辊芯，其中工作段长度为1450mm，工作段直径为400mm，工作段两端其余长度为过渡段，40CrMo钢的成分如表3所示。
表3
使用直径为4mm的H08A焊丝和上海司太立公司生产的SSF焊剂通过埋弧自动焊在辊芯工作段的表面堆焊厚度为4mm的打底层。其中，预热温度为250，层间温度为280℃，电流强度为360A，电压为2V，焊接速度0.5m/min。
使用直径为4mm的焊丝通过埋弧自动焊在打底层上堆焊5mm的工作层以形成热卷箱弯曲辊。其中，堆焊使用的焊丝为上海司太立有限公司生产的Stoody107焊丝，熔敷金属的成分为：0.2％C、0.4％Si、0.6％Mn、2.0％Cr、0.15％Mo、余量为Fe，重量百分数之和为100％。堆焊工作层使用上海司太立公司生产的SSF焊剂，层间温度为350℃，电流强度为430A，电压为33V，焊接速度0.5m/min。
将热卷箱弯曲辊放入加热炉进行去应力退火。其中，使热卷箱弯曲辊在550℃下热处理8小时，随炉冷却到室温。然后将辊子加工到规定尺寸。
然后以卷曲边线12为中心的两侧300mm的区域为加强区域11，对该加强区域11进行激光淬火并获得0.5mm的淬火层。淬火前使用北京中科惠众科技发展有限责任公司的XD-168H发黑剂浸泡8分钟，以进行黑化处理。其中，激光淬火的功率为4KW，光斑移动速度为1.6m/min，标高(激光枪枪头与被照射面之间的距离)150mm，光斑直径5mm，相邻淬火带的搭接量(即相邻的淬火带之间重叠部分的宽度)为1mm。
实施例5
使用实施例4的方法制作热卷箱弯曲辊。其中：
使用40CrV钢锻造辊总长度为3450mm的辊芯，其中工作段长度为1450mm，工作段直径为400mm，工作段两端其余长度为过渡段，40CrV钢的成分如表4所示。
表4
将热卷箱弯曲辊放入加热炉进行去应力退火。其中，使热卷箱弯曲辊在580℃下热处理6小时，随炉冷却到室温，然后将辊子加工到规定尺寸。
然后以卷曲边线12为中心两侧350mm的区域作为加强区域11。对该加强区域11进行激光淬火并获得0.9mm的淬火层。其中，激光淬火的功率为4KW，光斑移动速度为1.4m/min，焦距150mm，光斑直径5mm，相邻淬火带的搭接量为1mm。
实施例6
使用实施例4的方法制作热卷箱弯曲辊。其中：
使用40CrNi钢锻造辊总长度为3450mm的辊芯，其中工作段长度为1450mm，工作段直径为400mm，工作段两端其余长度为过渡段，40CrNi钢的成分如表5所示。
表5
将热卷箱弯曲辊放入加热炉进行去应力退火。其中，使热卷箱弯曲辊在600℃下热处理5小时，随炉冷却到室温，然后将辊子加工到规定尺寸。
然后以卷曲边线12为中心两侧400mm的区域作为加强区域11。对该加强区域11进行激光淬火并获得1mm的淬火层。其中，激光淬火的功率为4KW，光斑移动速度为1.3m/min，焦距150mm，光斑直径5mm，相邻淬火带的搭接量为1mm。
实施例7
使用30CrMo钢锻造辊总长度为3450mm的辊芯，其中工作段长度为1450mm，工作段直径为400mm，工作段两端其余长度为过渡段，30CrMo的成分如表6所示。
表6
使用直径为4mm的H08A焊丝和上海司太立公司生产的SSF焊剂通过埋弧自动焊在辊芯工作段的表面堆焊厚度为4mm的打底层。其中，预热温度为250，层间温度为280℃，电流强度为360A，电压为2V，焊接速度0.5m/min。
使用直径为4mm的焊丝通过埋弧自动焊在打底层上堆焊5mm的工作层以形成热卷箱弯曲辊。其中，堆焊使用的焊丝为上海司太立有限公司生产的Stoody107焊丝，熔敷金属的成分为：0.2％C、0.4％Si、0.6％Mn、2.0％Cr、0.15％Mo、余量为Fe，重量百分数之和为100％。堆焊工作层使用上海司太立公司生产的SSF焊剂，层间温度为350℃，电流强度为430A，电压为33V，焊接速度0.5m/min。
将热卷箱弯曲辊放入加热炉进行去应力退火。其中，使热卷箱弯曲辊在550℃下热处理8小时，随炉冷却到室温。然后将辊子加工到规定尺寸。
然后以卷曲边线12为中心的两侧300mm的区域为加强区域11，对该加强区域11进行离子注入。使用GLZ-100型金属工业离子注入机对所述加强区域注入N++N2 +离子并获得250nm的注入厚度，其中：离子能量：50kev，离子束流强：5mA，离子束斑：Φ160mm，束密度均匀性：20％，注入温度：200℃，真空度：4×10-3pa。
实施例8
使用实施例7的方法制作热卷箱弯曲辊，其中：
使用35CrMo钢锻造辊总长度为3450mm的辊芯，其中工作段长度为1450mm，工作段直径为400mm，工作段两端其余长度为过渡段，35CrMo的成分如表7所示。
表7
将热卷箱弯曲辊放入加热炉进行去应力退火。其中，使热卷箱弯曲辊在580℃下热处理6小时，随炉冷却到室温，然后将辊子加工到规定尺寸。
然后以卷曲边线12为中心两侧350mm的区域作为加强区域11。对该加强区域11注入N+离子并获得300nm的注入厚度，其中：离子能量：70kev，离子束流强：7mA，离子束斑：Φ160mm，束密度均匀性：20％，注入温度：200℃，真空度：4×10-3pa。
实施例9
使用实施例7的方法制作热卷箱弯曲辊，其中：
使用40CrMn钢锻造辊芯。
将热卷箱弯曲辊放入加热炉进行去应力退火。其中，使热卷箱弯曲辊在600℃下热处理5小时，随炉冷却到室温，然后将辊子加工到规定尺寸。
然后以卷曲边线12为中心两侧400mm的区域作为加强区域11。对该加强区域11注入N+离子并获得400nm的注入厚度。其中：离子能量：80kev，离子束流强：8mA，离子束斑：Φ160mm，束密度均匀性：20％，注入温度：200℃，真空度：4×10-3pa。
实施例10
使用35CrMo钢锻造辊总长度为3450mm的辊芯，其中工作段长度为1450mm，工作段直径为400mm，工作段两端其余长度为过渡段。
使用直径为4mm的H08A焊丝和上海司太立公司生产的SSF焊剂通过埋弧自动焊在辊芯工作段的表面堆焊厚度为4mm的打底层。其中，预热温度为250，层间温度为280℃，电流强度为360A，电压为2V，焊接速度0.5m/min。
使用直径为4mm的焊丝通过埋弧自动焊在打底层上堆焊5mm的工作层以形成热卷箱弯曲辊。其中，堆焊使用的焊丝为上海司太立有限公司生产的Stoody107焊丝，熔敷金属的成分为：0.2％C、0.4％Si、0.6％Mn、2.0％Cr、0.15％Mo、余量为Fe，重量百分数之和为100％。堆焊工作层使用上海司太立公司生产的SSF焊剂，层间温度为350℃，电流强度为430A，电压为33V，焊接速度0.5m/min。
将热卷箱弯曲辊放入加热炉进行去应力退火。其中，使热卷箱弯曲辊在550℃下热处理8小时，随炉冷却到室温。然后可以将辊子加工到规定尺寸。
以卷曲边线12为中心的两侧300mm的区域为加强区域11，对该加强区域11喷熔Ni55自溶性合金粉末，成分为：0.5％C，3.5％Si，2.5％B，14％Cr，余量为Ni，重量百分数之和为100％。使用QH-2/h型号的金属粉末喷焊枪和SCR-100型号的重熔炬进行喷涂和重熔并获得1mm的喷熔层，具体参数参见表8。其中，预热温度为300℃，为了防止氧化，预热到100℃时先预喷涂0.1mm的粉末。
表8
喷熔完成后，将热卷箱弯曲辊放入加热炉进行去应力退火。其中，使热卷箱弯曲辊在550℃下热处理8小时，随炉冷却到室温。
实施例11
使用实施例10的方法制作热卷箱弯曲辊。其中：
使用40CrV钢锻造辊芯。
以卷曲边线12为中心两侧350mm的区域作为加强区域11。对该加强区域11喷熔Ni55自溶性合金粉末，成分为：0.75％C，4.5％Si，2.9％B，15％Cr，6.5％Fe、余量为Ni，重量百分数之和为100％。使用QH-2/h型号的金属粉末喷焊枪和SCR-100型号的重熔炬进行喷涂和重熔并获得1.2mm的喷熔层，具体参数参见表9。
表9
喷熔完成后，将热卷箱弯曲辊放入加热炉进行去应力退火。其中，使热卷箱弯曲辊在580℃下热处理6小时，随炉冷却到室温。
实施例12
使用实施例10的方法制作热卷箱弯曲辊。其中：
使用40Cr钢锻造辊芯。
以卷曲边线12为中心两侧400mm的区域作为加强区域11。对该加强区域11喷熔Ni55自溶性合金粉末，成分为：0.9％C，5％Si，4％B，17％Cr，12％Fe、余量为Ni，重量百分数之和为100％。使用QH-2/h型号的金属粉末喷焊枪和SCR-100型号的重熔炬进行喷涂和重熔并获得1.5mm的喷熔层，具体参数参见表10。
表10
喷熔完成后，将热卷箱弯曲辊放入加热炉进行去应力退火。其中，使热卷箱弯曲辊在600℃下热处理5小时，随炉冷却到室温。
对比例
使用实施例1的方法制作热卷箱弯曲辊。其中，堆焊工作层使用上海司太立有限公司生产的Stoody107焊丝和SSF焊剂，其熔敷金属成分为：0.2％C、1.5％Mn、0.6％Si、2.5％Cr、0.3％Mo、0.03％S、0.03％P、余量为Fe，重量百分数之和为100％。
表11所示为通过本实用新型的实施例1-12以及对比例的方法制成的热卷箱弯曲辊的表面硬度(制作完成时的表面硬度，由于通过激光淬火和离子注入得到的加强区域的厚度较薄，因此测量了维氏硬度(HV)和努氏硬度(HK))和使用寿命，该使用寿命为热卷箱弯曲辊在表面堆焊层脱落2mm时所服役的时间。
表11
| 编号 | 硬度 | 使用寿命/月 |
| 实施例1 | HRC42 | 大于6 |
| 实施例2 | HRC44 | 大于7 |
| 实施例3 | HRC46 | 大于7 |
| 实施例4 | HV900 | 大于5 |
| 实施例5 | HV900 | 大于6 |
| 实施例6 | HV900 | 大于6 |
| 实施例7 | HK900 | 大于4 |
| 实施例8 | HK900 | 大于4.5 |
| 实施例9 | HK900 | 大于5 |
| 实施例10 | HRC55 | 大于7 |
| 实施例11 | HRC56 | 大于7 |
| 实施例12 | HRC57 | 大于8 |
| 对比例 | HRC36 | 3 |
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (18)
1.一种热卷箱弯曲辊，其特征在于，所述热卷箱弯曲辊(10)的轴向方向的两端具有加强区域(11)。
2.根据权利要求1所述的热卷箱弯曲辊，其中，所述热卷箱弯曲辊(10)具有与所卷曲的板带(20)的两侧边缘(21)相对应的两条卷曲边线(12)，所述加强区域(11)包括相互间隔开的两个环形带，每个环形带以每条所述卷曲边线(12)为中心。
3.根据权利要求2所述的热卷箱弯曲辊，其中，每个环形带的宽度为600-800mm。
4.制作权利要求1所述的热卷箱弯曲辊的方法，该方法包括：
步骤(a)：制作辊芯；
步骤(b)：在所述辊芯的工作段外表面上堆焊打底层；
步骤(c)：在所述打底层上堆焊工作层；
步骤(d)：对所述热卷箱弯曲辊进行去应力退火；
其中，在所述加强区域(11)中堆焊的所述工作层的硬度为HRC42～46。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述加强区域中堆焊的所述工作层的熔敷金属的成分的重量百分比为：0.20～0.28％C、0.35～0.75％Si、0.5～1.5％Mn、2.0～5.0％Cr、0.30～0.65％V、0.50～1.50％Mo、S≤0.030％、P≤0.030％、余量为Fe，在所述加强区域以外的区域中堆焊的所述工作层的熔敷金属的成分的重量百分比为：0.2～0.3％C、0.4～0.7％Si、0.6～1.5％Mn、2.0～3.0％Cr、0.15～0.35％Mo、S≤0.04％、P≤0.04％、余量为Fe。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述工作层的厚度为5～8mm。
7.制作权利要求1所述的热卷箱弯曲辊的方法，该方法包括：
步骤(a)：制作辊芯；
步骤(b)：在所述辊芯的工作段外表面上堆焊打底层；
步骤(c)：在所述打底层上堆焊工作层；
步骤(d)：对所述热卷箱弯曲辊进行去应力退火；
步骤(e)：对所述加强区域(11)进行激光淬火以形成淬火层。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述淬火层的厚度为0.5～1mm。
9.制作权利要求1所述的热卷箱弯曲辊的方法，该方法包括：
步骤(a)：制作辊芯；
步骤(b)：在所述辊芯工作段的外表面上堆焊打底层；
步骤(c)：在所述打底层上堆焊工作层；
步骤(d)：对所述热卷箱弯曲辊进行去应力退火；
步骤(e)：对所述加强区域(11)进行离子注入。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在步骤(d)中对所述加强区域注入N++N2 +离子。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，在步骤(d)中，离子注入的厚度为250～400nm。
12.制作权利要求1所述的热卷箱弯曲辊的方法，该方法包括：
步骤(a)：制作辊芯；
步骤(b)：在所述辊芯工作段的外表面上堆焊打底层；
步骤(c)：在所述打底层上堆焊工作层；
步骤(d)：对所述加强区域(11)进行喷熔以形成喷熔层；
步骤(e)：对所述热卷箱弯曲辊进行去应力退火。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在步骤(d)中，喷熔的材料为Ni55镍基自溶性合金粉末。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，在步骤(d)中，所述喷熔层的厚度为1～1.5mm。
15.根据权利要求4、7、9、12中任意一项所述的方法，其中，在步骤(b)中，堆焊所述打底层使用的焊丝为H08、H08A和H08Mn2Si中的任意一种，所述打底层的厚度为2～4mm。
16.根据权利要求7、9、12中任意一项所述的方法，其中，在步骤(c)中，堆焊的所述工作层的熔敷金属的成分的重量百分比为：0.2～0.3％C、0.4～0.7％Si、0.6～1.5％Mn、2.0～3.0％Cr、0.15～0.35％Mo、S≤0.04％、P≤0.04％、余量为Fe，所述工作层的厚度为5～8mm。
17.根据权利要求4、7、9、12中任意一项所述的方法，其中，在步骤(a)中，通过锻造40Cr、40CrMo、40CrV、40CrMn、40CrNi、30CrMo和35CrMo中的任意一种制作所述辊芯。
18.根据权利要求4、7、9、12中任意一项所述的方法，其中，去应力退火的温度为550～600℃，退火时间为5～8h。
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