CN115870830A - 一种去毛刺辊及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本申请涉及轧钢技术领域，尤其涉及一种去毛刺辊及其制备方法和应用，所述去毛刺辊去毛刺辊包括支撑辊和曲面底辊；支撑辊的正下方设有曲面底辊，曲面底辊相对支撑辊对称设置；支撑辊包括第一钢基体和第一涂层，第一涂层覆盖在第一钢基体的表面；曲面底辊包括第二钢基体和第二涂层，第二涂层覆盖在第二钢基体的表面；所述方法包括：获取支撑辊的第一钢基体或曲面底辊的第二钢基体；获取涂层原料；将涂层原料激光熔覆于第一钢基体或第二钢基体的表面，得到支撑辊或曲面底辊；将支撑辊或曲面底辊安装并固定，得到去毛刺辊；所述应用包括：将去毛刺辊用于去除钢材产品的圆盘剪切后的毛刺；利用涂层和曲面底辊，提高毛刺去除的效果。

Description

一种去毛刺辊及其制备方法和应用

技术领域

本申请涉及轧钢技术领域，尤其涉及一种去毛刺辊及其制备方法和应用。

背景技术

冷轧带钢经连退处理后需要使用圆盘剪对带钢边部进行切边处理，作用是一方面是根据订单要求精确控制带钢宽度尺寸，另一方面是切除边部缺陷，而冷轧带钢经过圆盘剪切后，边部不可避免的会出现大量细小毛刺缺陷，影响产品外观和质量。

目前采用去毛刺辊压住带钢两边，通过挤压的方式去除毛刺，而常规的去毛刺辊为镀铬涂层材质，并且底辊的辊型为平辊，在多次去除毛刺过程中，由于镀铬涂层的硬度和耐磨性能不高，平辊型的去毛刺辊底辊在使用过程中会存在毛刺去除效果不佳的问题，因此如何提高去毛刺辊的去除效果，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种去毛刺辊及其制备方法和应用，以解决现有技术中难以提高去毛刺辊的去除效果的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种去毛刺辊，所述去毛刺辊包括支撑辊和曲面底辊；

所述支撑辊的正下方设有曲面底辊，所述曲面底辊相对所述支撑辊的中心线所在竖直面对称设置；

所述支撑辊包括第一钢基体和第一涂层，所述第一涂层覆盖在所述第一钢基体的表面；

所述曲面底辊包括第二钢基体和第二涂层，所述第二钢基体相对所述第一钢基体的中心线所在竖直面对称设置，所述第二涂层覆盖在所述第二钢基体的表面；

所述涂层的金相组织包括马氏体和合金碳化物；所述合金碳化物包括Co、Cr、Mo和hSi的碳化物。

可选的，所述曲面底辊的辊面为曲面，所述曲面的直径为500mm～1000mm。

可选的，所述涂层的厚度为150μm～180μm。

可选的，以体积分数计，所述第一涂层和所述第二涂层的金相组织都包括：片状马氏体：85％～95％，合金碳化物：5％～15％。

第二方面，本申请提供了一种去毛刺辊的制备方法，所述方法包括：

获取支撑辊的第一钢基体或曲面底辊的第二钢基体；

获取涂层原料；

将所述涂层原料激光熔覆于所述第一钢基体或所述第二钢基体的表面，得到含第一涂层的支撑辊或第二涂层的曲面底辊；

将所述支撑辊或所述曲面底辊安装并固定，得到去毛刺辊。

可选的，所述激光熔覆的气氛为氩气气氛。

第三方面，本申请提供了一种第一方面所述的去毛刺辊和第二方面所述的方法制备得到的去毛刺辊的应用，所述应用包括：将所述去毛刺辊用于去除钢材产品的圆盘剪切后的毛刺。

可选的，所述钢材产品的厚度为0.5mm～2.5mm。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的一种去毛刺辊及其制备方法和应用，通过对支撑辊和曲面底辊的设计，利用曲面辊型，使去毛刺辊的下端曲面底辊能够充分接触待去除毛刺的钢材表面，并且曲面辊型由于采用曲面，受力均匀，较平辊辊型更耐磨，再通过包括马氏体和合金碳化物的涂层，提高支撑辊和曲面底辊的硬度和耐磨性，方便冷轧带钢表面毛刺的去除，从而利用涂层和设计的曲面底辊，提高冷轧带钢的毛刺去除效果。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种去毛刺辊的制备方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种去毛刺辊的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种去毛刺辊的第一涂层和第二涂层的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种去毛刺辊的实物示意图，

其中，1-支撑辊，11-第一钢基体，12-第一涂层，2-曲面底辊，21-第二钢基体，22-第二涂层，31-马氏体，32-合金碳化物。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的创造思路为：由于去毛刺辊为薄壁套辊，由上面支撑辊1和下面两侧的去毛刺辊组成，在生产过程中通过气缸施加压力压住带钢两边，以挤压方式实现去毛刺的效果，实物图如图4所示，去毛刺辊设备对辊面第一涂层12的强度、耐磨性和耐疲劳性有较高要求，而由于去毛刺辊设备长期与带钢毛刺接触，属于易损耗设备，如果频繁更换将增加设备成本，更会影响产线的顺稳运行，制约产量提升。

同时由于去毛刺辊在使用过程中通过气缸压力实现与带钢两边的紧密接触和挤压，因此去毛刺辊的惯性不仅影响去毛刺的效果，还会显著影响自身辊面的磨损，造成辊面产生大量凹坑从而失效，同时还可能在带钢表面引入新的缺陷。

在本申请一个实施例中，一种去毛刺辊，如图2、图3和图4所示，所述去毛刺辊包括支撑辊1和曲面底辊2；

所述支撑辊1的正下方设有曲面底辊2，所述曲面底辊2相对所述支撑辊1的中心线所在竖直面对称设置；

所述支撑辊1包括第一钢基体11和第一涂层12，所述第一涂层11覆盖在所述第一钢基体12的表面；

所述曲面底辊2包括第二钢基体21和第二涂层22，所述第二钢基体21相对所述第一钢基体11的中心线所在竖直面对称设置，所述第二涂层22覆盖在所述第二钢基体21的表面；

所述第一涂层12和所述第二涂层22的金相组都织包括马氏体31和合金碳化物32；所述合金碳化物32包括Co、Cr、Mo和Si的碳化物，其中，所述第一涂层11和所述第二涂层12都为北京大陆天瑞激光工程技术有限公司提供的涂层。

作为一个可选的实施方式，所述曲面底辊2的辊面为曲面，所述曲面的直径为500mm～1000rnm。

本申请中，曲面底辊2的辊面为曲面的积极效果是由于带钢经过切边后，毛刺方向朝下，因此去毛刺辊的底辊主要起去毛刺的效果，若去毛刺辊的底辊辊面为平面，不仅磨损量大，还容易造成带钢亮边缺陷。

曲面的直径为500mm～1000mm的积极效果是在该直径范围内，可避免带钢除边部以外的部分与辊面接触；当该直径的取值范围过大，将导致的不利影响是带钢除边部以外的部分可能与辊面接触，影响去毛刺辊的去毛刺效果，当该直径的取值范围过小，将导致的不利影响是曲面弧度过大，导致压边效果不佳。

使用时，将待去毛刺的产品放置在支撑辊1和曲面底辊2之间，其中产品的相对的两个边侧分别放置在两个曲面底辊2的中心处，开机并进行去毛刺工序。

作为一个可选的实施方式，所述第一涂层12和第二涂层22的厚度都为150μm～180μm。

本申请中，第一涂层和第二涂层的厚度为150μm～180μm的积极效果是在该厚度范围内合金碳化物和马氏体能够充分混合重叠，使涂层的硬度和耐磨性最好；当该厚度的取值范围过大，将导致的不利影响是厚度过厚，激光熔覆工艺的原料增加，导致生产成本增加，当该厚度的取值范围过小，将导致的不利影响是涂层厚度不足，合金碳化物和马氏体无法混合重叠充分，导致涂层的厚度和耐磨性不佳，去毛刺效果不好。

作为一个可选的实施方式，以体积分数计，所述第一涂层12和第二涂层22的金相组织都包括：片状马氏体31∶85％～95％，合金碳化物32∶5％～15％。

本申请中，片状马氏体31的体积分数为85％～95％的积极效果是该体积分数范围内，片状马氏体组织可以使涂层的硬度及强度达到设计要求；当该体积分数的取值范围过大，将导致的不利影响是合金碳化物组织体积分数过小，涂层耐磨性能不佳，当该体积分数的取值范围过小，将导致的不利影响是马氏体组织体积分数过小，涂层硬度及强度不够。

合金碳化物32的体积分数为5％～15％的积极效果是该体积分数范围内，合金碳化物组织可以使涂层的耐磨性能达到设计要求，同时片状马氏体提供足够的强度及硬度；当该体积分数的取值范围过大，将导致的不利影响是马氏体组织体积分数过小，涂层硬度及强度不够，当该体积分数的取值范围过小，将导致的不利影响是合金碳化物组织体积分数过小，涂层耐磨性能不佳。

在本申请一个实施例中，如图1所示，一种去毛刺辊的制备方法，所述方法包括：

S1.获取支撑辊1的第一钢基体11或曲面底辊2的第二钢基体21；

S2.获取涂层原料；

S3.将所述涂层原料激光熔覆于所述第一钢基体11或所述第二钢基体21的表面，得到含第一涂层12的支撑辊1或第二涂层22的曲面底辊2；

S4.将所述支撑辊1或所述曲面底辊2安装并固定，得到所述去毛刺辊。

作为一个可选的实施方式，所述激光熔覆的气氛为氩气气氛。

本申请中，激光熔覆的气氛为氩气气氛的积极效果是由于去毛刺辊为薄壁套辊，在热加工过程中易变形，也容易造成组织缺陷，对第一涂层12和第二涂层22的加工方式较为敏感，因此选用激光熔覆的方式，利用激光熔覆阶段的热处理过程中二次硬化效应增加基体硬度和耐磨性，并且激光熔覆还具有稀释率低、变形小和组织晶粒细小等优异性能，同时采用良好的氩气气氛保护，使得熔覆组织缺陷可控，具有较好的接触疲劳性能，从而可提高去毛刺的效果。

在本申请一个实施例中，提供一种去毛刺辊和一种去毛刺辊的制备方法所制备得到的去毛刺辊的应用，所述应用包括：将所述去毛刺辊用于去除钢材产品的圆盘剪切后的毛刺。

作为一个可选的实施方式，所述钢材产品包括连续退火后的钢材产品和镀锌后的钢材产品。

作为一个可选的实施方式，所述钢材产品的厚度为0.5mm～2.5mm。

实施例1

如图2和图3所示，一种去毛刺辊，支撑辊1和曲面底辊2；

所述支撑辊1的正下方设有曲面底辊2，所述曲面底辊2相对所述支撑辊1的中心线所在竖直面对称设置；

所述支撑辊1包括第一钢基体11和第一涂层12，所述第一涂层11覆盖在所述第—钢基体12的表面；

所述曲面底辊2包括第二钢基体21和第二涂层22，所述第二钢基体21相对所述第一钢基体11的中心线所在竖直面对称设置，所述第二涂层22覆盖在所述第二钢基体21的表面；

所述第一涂层12和所述第二涂层22的金相组都织包括马氏体31和合金碳化物32；所述合金碳化物32包括Co、Cr、Mo和Si的碳化物。

曲面底辊2的辊面为曲面，曲面的直径为1000mm。

涂层的厚度为160μm。

以体积分数计，第一涂层12和第二涂层22的金相组织都包括：片状马氏体31∶90％，合金碳化物32∶10％。

如图1所示，一种去毛刺辊的制备方法，包括：

S1.获取支撑辊1的第一钢基体11或曲面底辊2的第二钢基体21；

S2获取涂层原料；

S3.将所述涂层原料激光熔覆于所述第一钢基体11或所述第二钢基体21的表面，得到含第一涂层12的支撑辊1或第二涂层22的曲面底辊2；

S4.将所述支撑辊1或所述曲面底辊2安装并固定，得到所述去毛刺辊。

激光熔覆的气氛为氩气气氛。

实施例2

将实施例2和实施例1相对比，实施例2与实施例1的区别在于：

曲面的直径为500mm。

涂层的厚度为150μm。

以体积分数计，第一涂层12和第二涂层22的金相组织都包括：片状马氏体31：85％，合金碳化物32：15％。

实施例3

将实施例3和实施例1相对比，实施例3与实施例1的区别在于：

曲面的直径为700mm。

涂层的厚度为180μm。

以体积分数计，第一涂层12和第二涂层22的金相组织都包括：片状马氏体31：95％，合金碳化物32：5％。

对比例1

将对比例1和实施例1相对比，对比例1和实施例1的区别在于：

第一涂层12为镀铬第一涂层12。

对比例2

将对比例2和实施例1相对比，对比例2和实施例1的区别在于：

底面辊型为平辊。

对比例3

将对比例3和实施例1相对比，对比例3和实施例1的区别在于：

第一涂层12为镀铬第一涂层12，底面辊型为平辊。

对比例4

将对比例4和实施例1相对比，对比例4和实施例1的区别在于：

不采用激光熔覆工艺，以电镀工艺镀上第一涂层12。

对比例5

将对比例5和实施例1相对比，对比例5和实施例1的区别在于：

曲面底辊2的曲面直径为1500mm。在本申请的直径范围之外

相关实验：

收集实施例1-3和对比例1-5所得的去毛刺辊，分别对各去毛刺辊进行性能测试，结果如表1所示。

相关实验的测试方法：

使用寿命：分别将去毛刺辊应用于厚度为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm的钢材产品的去毛刺生产线上，计时，至出现辊面严重磨损并存在坑洼缺陷为止，停止计时，统计经过时间，取平均值。

去毛刺效果：通过VHX-6000麻点仪测定毛刺高度。

带钢亮边发生率：统计生产线上的产品总量，同时统计生产线上产生亮边缺陷的产品量，带钢亮边发生率＝产生亮边缺陷的产品量/产品总量*100

表1

表1的具体分析：

使用寿命是指去毛刺辊使用至辊面磨损严重并出现坑洼缺陷的使用时间，当使用寿命越高，说明去毛刺辊的耐磨性越好。

毛刺高度是指经过去毛刺辊处理后带钢表面的毛刺高度，当毛刺高度越低，说明去毛刺辊的硬度越高，也说明了去毛刺辊的去毛刺效果越好。

带钢亮边发生率是指经过去毛刺后带钢两侧发生亮边现象的概率，当发生率越低，说明去毛刺效果越好。

从实施例1-3的数据可知：

在本申请的去毛刺辊结构上，曲面直径的变化对去毛刺辊的使用寿命的影响不大，但对去毛刺后的毛刺高度的影响较大。

从对比例1-5的数据可知：不采用曲面的底辊辊型，或者曲面直径过大，都对使用寿命有影响，对去毛刺后的毛刺高度的影响较大。

本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：

(1)本申请实施例提供的去毛刺辊，通过采用包括马氏体和各种合金碳化物的涂层，在提高去毛刺辊的硬度和耐磨性的基础上，提高去毛刺效果的同时能够彻底消除带钢亮边的缺陷。

(2)本申请实施例提供的去毛刺辊，在使用超过9个月以上，表面状态依然良好，辊面虽存在磨损，但未出现坑洼缺陷，不会影响去毛刺效果，也未出现粘附异物硌伤带钢的情况。

(3)本申请实施例提供的方法，通过激光熔覆的方式进行镀层，在高碳马氏体基础上，引入了多种合金碳化物，能提高去毛刺辊的硬度和耐磨性能，并且由于采用的氩气气氛保护，可控制熔覆组织的缺陷，使去毛刺辊还具有较好的接触疲劳性能。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种去毛刺辊，其特征在于，所述去毛刺辊包括支撑辊和曲面底辊；

所述支撑辊的正下方设有曲面底辊，所述曲面底辊相对所述支撑辊的中心线所在竖直面对称设置；

所述支撑辊包括第一钢基体和第一涂层，所述第一涂层覆盖在所述第一钢基体的表面；

所述曲面底辊包括第二钢基体和第二涂层，所述第二钢基体相对所述第一钢基体的中心线所在竖直面对称设置，所述第二涂层覆盖在所述第二钢基体的表面；

所述涂层的金相组织包括马氏体和合金碳化物；所述合金碳化物包括Co、Cr、Mo和Si的碳化物。

2.根据权利要求1所述的去毛刺辊，其特征在于，所述曲面底辊的辊面为曲面，所述曲面的直径为500mm～1000mm。

3.根据权利要求1所述的去毛刺辊，其特征在于，所述第一涂层和第二涂层的厚度都为150μm～180μm。

4.根据权利要求1所述的去毛刺辊，其特征在于，以体积分数计，所述第一涂层和所述第二涂层的金相组织都包括：片状马氏体：85％～95％，合金碳化物：5％～15％。

5.一种制备权利要求1-4任一项所述的去毛刺辊的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取支撑辊的第一钢基体或曲面底辊的第二钢基体；

获取涂层原料；

将所述涂层原料激光熔覆于所述第一钢基体或所述第二钢基体的表面，得到含第一涂层的支撑辊或第二涂层的曲面底辊；

将所述支撑辊或所述曲面底辊安装并固定，得到去毛刺辊。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述激光熔覆的气氛为氩气气氛。

7.一种权利要求1-4任一项所述的去毛刺辊的应用，其特征在于，所述应用包括：将所述去毛刺辊用于去除钢材产品的圆盘剪切后的毛刺。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述钢材产品的厚度为0.5mm～2.5mm。

Images