CN103343474B - 压光辊辊套及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压光辊辊套及其制造方法，该压光辊辊套的材质为锻钢。该压光辊辊套的制造方法包括制备坯辊、调质处理、表面淬火处理、回火处理以及最终机加工处理；其中表面淬火处理采用工频感应淬火方式，淬火温度为890～910℃；工频感应圈的加热宽度为80mm～100mm；工频感应圈的行走速度为0.8mm/s～1.2mm/s。本发明的压光辊辊套采用锻钢材质替代铸铁材质，再结合特殊的表面淬火工艺，使得最终制得的压光辊辊套的表面硬度可达82HSD～88HSD，硬度均匀性≤3HSD，表面淬硬层深度可达15mm～20mm，使用年限可达20年以上。

Description

压光辊辊套及其制造方法
技术领域
本发明属于冶金轧辊技术领域，具体涉及一种压光辊辊套及其制造方法。
背景技术
现代造纸行业中，压光机是生产高质量纸张的重要设备，纸张经过压光后，表面的光泽度、紧度以及厚度的均匀性都会得到很大的提高。而压光辊是压光机上直接与纸幅接触的部件，其表面质量直接决定了最终纸面质量。
现有技术中的压光辊主要有两种，一种是单一冷硬铸铁材质的实心压光辊，另一种则是目前广泛应用的组合式压光辊，有辊套和辊轴通过机械方式装配组成，辊套为减轻重量采用空心结构。
第一种实心压光辊由于铸造过程中不可避免的会出现诸如气孔、砂眼等铸造缺陷，再加上冷硬铸造存在的硬度低、硬化层浅、硬度均匀性差等缺陷，使得这种压光辊的使用年限通常不到5年，从而造成巨大的经济损失。
第二种组合式压光辊参见中国专利文献CN1435531A，其辊套由不同材质的内外两层构成，通过离心复合铸造工艺方法生产。该压光辊辊套的缺点在于：（1）虽然气孔、砂眼等铸造缺陷可以得到一定的控制，但是由于其仍然是采用铸铁材质经过离心铸造制得，因此，铸造缺陷不可能完全避免。（2）该辊套的外层虽然具有较高的耐磨性，但是硬化层较浅，有效淬硬层厚度不够，而且外层铸造组织偏析难以控制，当压光辊在使用过程中需要加热时，由于热膨胀系数不一样会导致其变形，使得纸张厚度难以控制。（3）双材质结构存在结合层质量难以控制，一旦结合层的结合强度和过度组织出现问题，则极易导致压光辊失效，该组合式压光辊的使用年限通常也不到10年。
发明内容
本发明的目的之一在于解决上述问题，提供一种不但表面硬度高、硬度均匀性好，而且有效淬硬层较深、使用年限较长的压光辊辊套。
本发明的另一目的在于提供一种上述压光辊辊套的制造方法。
实现本发明目的之一的技术方案是：一种压光辊辊套，其材质为锻钢；其表面硬度为82HSD～88HSD，硬度均匀性≤3HSD，有效淬硬层为15mm～20mm；
上述锻钢材质中的化学成分及重量百分比见表1。
表1
实现本发明另一目的的技术方案是：一种上述压光辊辊套的制造方法，包括制备坯辊、调质处理、表面淬火处理、回火处理以及最终机加工处理；
其中表面淬火处理采用工频感应淬火方式，淬火温度为890～910℃；工频感应圈的加热宽度为80mm～100mm；工频感应圈的行走速度为0.8mm/s～1.2mm/s。
在调质处理后、表面淬火处理前将坯辊中间挖空，得到空心坯辊；在最终机加工处理中对压光辊辊套端面进行镗孔。
所述最终机加工还包括在镗孔前进行半精磨和精磨；所述半精磨的进刀量为0.01mm～0.03mm；所述精磨的进刀量为0.005mm～0.01mm。
本发明具有的积极效果：（1）本发明的压光辊辊套采用锻钢材质替代铸铁材质，这样可以完全避免气孔、砂眼等铸造缺陷。（2）本发明采用特殊的表面淬火工艺，使得最终制得的压光辊辊套具有较高的合金组织均匀性以及硬度均匀性，其表面硬度可达82HSD～88HSD，硬度均匀性≤3HSD，表面淬硬层深度可达15mm～20mm，从而使得使用年限可达20年以上。（3）本发明的压光辊辊套还具有良好的机械性能和足够的耐磨性能，其辊面粗糙度可达0.8，同轴度可达0.02，能够满足后期热装或螺栓联接的组装。（4）本发明的压光辊辊套的辊面长度可达5米以上，可以满足宽幅轧制需求，大幅度提高产能。
具体实施方式
（实施例）
本实施例的压光辊辊套的制造方法具有以下步骤：
①制备坯辊。
坯辊的材质为MC2B锻钢，其化学成分及重量百分比见表2。
表2
②调质处理。
将锻钢坯辊整体加热至860～880℃，充分保温后入油淬火，淬火后在600～630℃进行高温回火。
调质处理既能保证辊套内部非使用层有着良好的刚性，不会因为辊套承受较大压力而造成后期使用风险，同时也提高了表面淬火后使用层硬度及其均匀性，降低后期表面淬火变形。
调质后，将坯辊中间挖空，得到空心坯辊。
③表面淬火处理。
先对空心坯辊进行充分的整体预热，温度为200～300℃，这样一方面可以使坯辊内部在淬火后获得良好的应力分布，另一方面也可以满足工频淬火时的温度、功率要求。
表面淬火采用工频感应淬火方式，工频感应圈的加热宽度为80mm，工频感应圈的行走速度为1.0mm/s，淬火温度为900℃～910℃。
④回火处理。
表面淬火处理后，在220℃～250℃进行长时间回火处理，以稳定淬火后辊套表面组织，降低减少残余应力。
⑤最终机加工处理。
先进行表面磨削，包括半精磨和精磨。磨削采用100#以上的树脂砂轮，这样可以防止磨削热变形及磨削烧伤。半精磨磨削进刀量为0.02mm，精磨进刀量为0.008mm。
磨削后，在压光辊辊套端面均匀镗出油孔。
镗孔方式为：采用两端划线对打的方法，相邻孔的接头处需在长度方向上错开（取孔总长1/3或者2/3处对接），这种镗孔方式避免了同一位置接头可能产生的断辊的风险。
本实施例最终制得的压光辊辊套的表面硬度为84～87HSD，硬度均匀性≤3HSD，有效淬硬层为16mm～17mm，辊面粗糙度达到0.8，同轴度达到0.02。
将本实施例制得的辊套与辊轴热装或者螺栓连接组装在一起，即得组合式压光辊。

Claims (4)

1.一种压光辊辊套，其特征在于：其材质为锻钢；其表面硬度为82HSD～88HSD，硬度均匀性≤3HSD，有效淬硬层为15mm～20mm；
上述锻钢材质中的化学成分及重量百分比如下：
C：0.70～1.00%；
Si：0.20～0.80%；
Mn：0.20～0.65%；
P：≤0.030%；
S：≤0.020%；
Cr：1.20～2.90%；
Ni：≤0.50%；
Mo：0.20～0.80%；
V：≤0.50%；
其余为铁和不可避免的杂质。
2.权利要求1所述的压光辊辊套的制造方法，包括制备坯辊、调质处理、表面淬火处理、回火处理以及最终机加工处理；其特征在于：
表面淬火处理采用工频感应淬火方式，淬火温度为890～910℃；工频感应圈的加热宽度为80mm～100mm；工频感应圈的行走速度为0.8mm/s～1.2mm/s。
3.根据权利要求2所述的压光辊辊套的制造方法，其特征在于：在调质处理后、表面淬火处理前将坯辊中间挖空，得到空心坯辊；在最终机加工处理中对压光辊辊套端面进行镗孔。
4.根据权利要求3所述的压光辊辊套的制造方法，其特征在于：所述最终机加工还包括在镗孔前进行半精磨和精磨；
所述半精磨的进刀量为0.01mm～0.03mm；所述精磨的进刀量为0.005mm～0.01mm。
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