CN1562513A - 机械辗压轧辊表面的毛化强化方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械辗压轧辊表面的毛化强化方法及其装置，用滚轮10辗压轧辊14的表面，将滚轮10的表面形貌复印到轧辊14的表面上，实现轧辊表面毛化或强化。压杆8、刀杆9及滚轮10对称布置在轧辊14的两边。启动油缸13，油缸13的工作腔进油带动活塞杆12运动，它经活塞杆轴销11依次带动压杆8、刀杆9及滚轮10动作，滚轮10顶紧轧辊14，轧辊14在机床主轴驱动下旋转时，滚轮10对轧辊14的相应圆周实施辗压。用传动丝杆2将本装置沿轧辊14轴向进给时，滚轮10对轧辊14的整个外表面实施稳压，辗压所需的巨大压力在本装置内互相抵消，对机床本体无影响。本方法及装置可应用于冶金、有色和造纸行业各类轧辊的表面毛化或强化。

Description

机械辗压轧辊表面的毛化强化方法及其装置

技术领域  本发明涉及一种机械辗压轧辊表面进行毛化与强化处理的方法及其相关的装置，归属于B21B28/02类。

背景技术  在对轧辊的表面进行处理时，为满足产品的表面毛化要求，或为防止打滑或为防止粘接，提高单次轧辊的轧制量，轧辊表面需要毛化到3～12×3～12尖锋/mm²。而每平方毫米的尖锋数量取决于具体的轧制工艺和产品的表面要求。在本发明之前，轧辊表面毛化主要有三种方式：喷丸毛化、电火花毛化和激光毛化，它们各有特点：

喷丸毛化是利用高速气流将硬颗粒高速抛射到轧辊表面，将已经磨光的轧辊表面打出印痕，使表面粗糙度加大，实现轧辊表面毛化。因硬颗粒的直径较大，在轧辊表面不可能形成太高的尖峰，毛化效果不是太好，尤其不能满足高表面质量产品的要求；虽然喷丸有冷作硬化轧辊表面的作用，但与另两种毛化方式比，轧辊每次毛化后的单次轧制量不高，辊耗高。优点是毛化效率高，投资省。

电火花毛化是通过击穿轧辊与电极间的绝缘层、轧辊因放电失去材料而在表面形成参差不齐的尖峰，实现轧辊毛化。因放电的强度是可控的，轧辊表面的粗糙度可以达到Ra0.8～15um，但尖峰的形状和分布是不可控的。其尖峰在升温后迅速被绝缘油冷却而淬硬，从而提高轧辊的过钢量，辊耗较低，毛化效率较高，运行费用高，投资更大。

激光毛化是将激光聚集成一个直径0.2mm左右的光斑投射到轧辊表面将该区域金属熔化去除，形成毛化表面。因激光加热区域小、速度快，对坑周围区域材料有很强的淬硬作用，从而将过钢量提高到电火花毛化轧辊的2倍左右，辊耗低。但激光光斑的直径较大，2500KW以上激光器的最小光斑直径约0.15mm，形成的坑直径在0.17mm以上，要实现高密度的毛化点阵满足汽车、家电高级面板要求目前有较大困难。国产激光毛化机床投资在900万元左右，运行费用较高。

在轧辊表面强化方面，目前主要是采取镀铬的办法，成本高，在现场也不易实施。

发明内容  本发明的目的在于提供一种结构简单、设备投资省、毛化效率高、毛化质量好、运行费用低、操作简便的机械辗压轧辊表面的毛化强化方法，同时为实现这种方法，本发明还提供了相应的装置。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：采用机械辗压变形法将滚轮的表面形貌强力复印到轧辊表面。用毛化滚轮毛化强化轧辊表面，其原理与机械加工中的手轮、手把表面滚花相似：轧辊由卧式机床主轴带动旋转，大拖板随着主轴的转动作轴向进给，装在大拖板上的油缸将对称布置的超硬滚轮顶紧在轧辊表面上进行辗压，使轧辊表面产生塑性变形，从而在轧辊表面形成与超硬滚轮表面相应的毛化表面。超硬滚轮由超硬材料(硬质合金、陶瓷等)制成，轧辊毛化时两个对称布置的滚轮外圆柱表面加工有密集、近似等距的微小凹槽，凹槽和凸台宽度均在0.025～0.3mm，凸台高度(即凹槽深度)在0.005～0.5mm，但两滚轮上的凹槽方向不一致，以便在轧辊表面形成交叉印痕。当采用光面滚轮辗压轧辊时，使轧辊表面产生塑性流动形成压应力硬化层，提高轧辊表面硬度，进而提高轧辊使用寿命。

采用如上技术方案提供的机械辗压轧辊表面的毛化强化方法及实现这种方法的装置，与现有技术相比，其特点在于：

①投资省，相当于一台精度不高的卧式车床；

②毛化效率高，其工作时间大致是车一刀螺纹的时间，在10分钟左右，具体取决于轧辊的尺寸；

③毛化质量好，因滚轮表面可制成规则均匀的形状，也就能保证轧辊表面规则均匀；

④毛化密度可控，易于满足不同工艺的要求，滚轮上凹槽可制成不同大小、深浅和疏密，所以可根据轧制要求选用不规格的滚轮毛化轧辊；

⑤轧辊过钢量高，辊耗低，轧辊在毛化过程中得到了均匀的冷作硬化，另因毛化凸起部分结构较强，不易折断也有利于提高过钢量；

⑥可通过调整油缸压力改变毛化表面的粗糙度，简单可靠易行；

⑦运行费用低，只要很小的电耗和滚轮磨损；

⑧因可在产品表面形成互不联通的凹坑储油而提高金属板的深冲性能；

⑨采用光面滚轮可强化轧辊表面，提高轧辊寿命。

⑩集毛化强化功能于一体，适用面广。

附图说明  图1为本发明所述的机械辗压轧辊表面的毛化强化装置示意图，亦为本发明的说明书摘要附图。

具体实施方式  下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。

本发明采用机械滚轮辗压轧辊表面，将滚轮表面形貌复印到轧辊表面。

如附图1所示，1为大拖板，2为传动丝杆，3为滑座对称卡，4为滑座，5为双向丝杆，6为手轮，7为滑座轴销，8为压杆，9为刀杆，10为滚轮，11为活塞杆轴销，12为活塞杆，13为油缸，14为轧辊(即加工件)。加工有滑槽的大拖板1安装在机床的导轨上，传动丝杆2装在大拖板1上，传动丝杆2与轧辊14的轴线平行，驱动传动丝杆2可使大拖板1沿轧辊14轴向运动。对称分布的滑座4装配在大拖板1上的滑槽内，双向丝杆5与滑座4螺纹联接，滑座对称卡3卡在双向丝杆5的双向螺纹退刀槽内，并处于两滑座4的中央位置，手轮6紧固在双向丝杆5的一头。转动手轮6带动双向丝杆5转动，于是对称分布的滑座4在双向丝杆5的驱动下在大拖板1上的滑槽内移动以调整滑座4相对间的距离，使两滑座4保持对称地分布在轧辊14的两侧。压杆8对称布置在轧辊14的两边，压杆8的一头通过滑座轴销7与滑座4活动铰接。刀杆9插装在压杆8的刀杆槽内。滚轮10为超硬滚轮，它由超硬材料(如硬质合金、陶瓷等)制成，滚轮10装配在刀杆9上，并使滚轮10的表面紧密接触轧辊14的外表面。对称布置的压杆8的另一头通过活塞杆轴销11铰接活塞杆12或油缸13。油缸13为施力者，它可自动适应带辊形轧辊的尺寸变化，可通过调整油缸13的油压方便地调紧顶紧力，适应不同轧辊表面的毛化粗糙度及强化深度要求。

实施时，启动油缸13，使油缸13的工作腔进油，带动活塞杆12运动，活塞杆12经活塞杆轴销11依次带动压杆8、刀杆9、滚轮10动作，并使滚轮10的表面直接顶紧轧辊14。当轧辊14在机床主轴拖动下旋转时，滚轮10对轧辊14的相应周围实施辗压，由于两滚轮10上的凹槽方向不一致，两滚轮10在轧辊14表面上形成交叉印痕，也就是在轧辊14表面上形成密集尖峰。当滚轮10为光面滚轮辗压轧辊14时，使轧辊14表面产生塑性流动，形成压应力硬化层，提高轧辊14表面硬度，强化轧辊表面。当整根轧辊14的表面全部辗压完后，油缸13工作腔卸油，将压杆8、刀杆9带动滚轮10离开轧辊14圆周表面，辗压结束，取下轧辊14待用。

Claims (2)

1、一种机械辗压轧辊表面的毛化强化方法，其特征在于：用滚轮(10)辗压轧辊(14)表面，将滚轮(10)的表面形貌复印到轧辊(14)表面上。

2、一种根据权利要求1所述的机械辗压轧辊表面的毛化强化方法的装置，其特征在于：有滑槽的大拖板(1)安装在机床的导轨上，对称分布的滑座(4)装配在大拖板(1)上的滑槽内，双向丝杆(5)与滑座(4)螺纹联接，滑座对称卡(3)卡在双向丝杆(5)的双向螺纹退刀槽内，手轮(6)紧固在双向丝杆(5)的一头；压杆(8)对称布置在轧辊(14)的两边，压杆(8)一头通过滑座轴销(7)与滑座(4)活动铰接，刀杆(9)插装在压杆(8)的刀杆槽内，滚轮(10)装配在刀杆(9)上，滚轮(10)的表面紧密接触轧辊(14)的外表面；对称布置的压杆(8)的另一头通过活塞杆轴销(11)铰接活塞杆(12)或油缸(13)。