CN219052447U - 一种用于多层铝合金复合材料表面标记的毛化轧辊 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于多层铝合金复合材料表面标记的毛化轧辊，毛化轧辊的工作面上设有若干条有序排列的环带纹路，每一条环带纹路沿辊面分布一周，由若干个由激光蚀刻形成的凹坑有序排列构成；在环带纹路中凹坑的坑口都呈类圆形，直径为0.08～0.12mm，深度20～30μm，轴向相邻的凹坑之间的间距为0.02～0.04mm，环向相邻的凹坑之间的间距为0.08～0.1mm；任意一个凹坑的边缘部都设有一圈高度为2～5μm的凸台。本实用新型可以很好地解决大轧制力下会产生双面标记的问题，使得毛化轧辊在轧制力达到420吨下也再未出现双面标记的现象。

Description

一种用于多层铝合金复合材料表面标记的毛化轧辊

技术领域

本实用新型属于激光标识技术领域，具体涉及一种用于多层铝合金复合材料表面标记的毛化轧辊。

背景技术

铝基复合材料通常是由三层不同功能特性的铝合金通过轧制加工成型的板带箔复合材料，例如，由Al-Mn基体合金作为芯材层，双面包覆Al-Si钎焊合金和Al-Zn防腐合金制备而成。然而，对于这种多层复合的铝合金复合板材，在轧制加工至成品厚度时，下游客户员无法通过目测来识别哪一层是钎焊面哪一层是防腐面。这就涉及到在铝合金材料的制备过程中，必须进行表面标记的情形，以用于对具有相同外观的表面进行快速的材料区别，例如，通过对钎焊面进行标记，可以方便操作者肉眼区分钎焊面与非钎焊面。

最早采用人工在铝合金材料的一面涂墨做标记，但铝材表面的墨水容易被擦拭掉，墨水标记不够多，当下游客户剪裁后依旧分辨不出正反面。专利文献CN216942339U公开了一种铝型材在线标识喷射设备，通过气动装置实现标识喷射设备和传动冷床上铝型材的同步运行，实现铝型材的在线打标和工艺预留切废位置标识。但是这种方法的喷墨容易脱落，且生产时对轧制压下率有严格要求，对与硬质合金的标识，压下率超过1%时，标识过程中会使得轧制力偏大，局限性非常大。

现有常规的标记方法是使用在冷轧工作辊表面喷砂的技术，喷成12mm宽度的光滑（粗糙度0.25～0.45μm）与非光滑（粗糙度0.8～1.5μm）间隔条纹。但是，该方法在轧制时轧制压力只能控制在50～80吨，如果轧制压力超过80吨，会导致产生双面标记，从而造成标记失败；此外，喷砂部位容易造成粘铝，影响材料表面质量，较少通过量（400吨左右）的情况下就需要重新换辊，使用成本高。

第二种方法是使用有序毛化工艺对工作辊表面进行处理。通过有序信号发生器控制高频率脉冲激光束，经聚焦镜后聚焦到工作辊表面，聚焦点的高温熔化轧辊表面，再经过轧辊旋转的离心力和辅助气体的侧吹，形成有序分布的小坑和凸台，通常设置的凹坑直径为0.16mm，相邻凹坑之间的横向间距与孔的间距为0.01mm；以此工作辊轧制的铝合金片材具有可识别的标记。采用这种有序毛化工艺，可以避免表面喷砂的技术造成的粘铝问题。但是，由于现有技术需要在加工时需要使用大轧制力，然而在使用超过80吨的大轧制力时，采用这种工作辊会在铝材的两个表面都留下印记，形成双面标记，以至于仍然无法肉眼区分钎焊面。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于多层铝合金复合材料表面标记的毛化轧辊，以解决现有采用毛化工作辊轧制时，轧制力大于80吨时会形成双面印记的问题。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型的一种用于多层铝合金复合材料表面标记的毛化轧辊，其特征在于，所述毛化轧辊的工作面上设有若干条有序排列的环带纹路，每一条所述环带纹路沿辊面分布一周，由若干个由激光蚀刻形成的凹坑有序排列构成；在所述环带纹路中，所述凹坑的坑口都呈类圆形，直径为0.08～0.12mm，深度20～30μm，轴向相邻的凹坑之间的间距为0.02～0.04mm，环向相邻的凹坑之间的间距为0.08～0.1mm；任意一个所述凹坑的边缘部都设有一圈高度为2～5μm的凸台。

发明人经过大量研究发现，所述凹坑的尺寸和相邻凹坑之间的距离分布是导致轧制铝合金板材时形成双面标记问题的重要因素。本实用新型将凹坑直径调整为0.1mm左右；相邻凹坑之间的横向间距调整到现在的0.02～0.04mm，就可以很好地解决大轧制力下会产生双面标记的问题，使得本实用新型的毛化轧辊在轧制力达到420吨下也再未出现双面标记的现象。

附图说明

图1为本实用新型的毛化轧辊的示意图。

图2为本实用新型的毛化轧辊的环带纹路的放大示意图。

图3为本实用新型的环带纹路的A-A截面放大示意图。

图中，1-毛化轧辊，2-环带纹路，3-空白辊面；21-凹坑，22-凸台。

图4为本实用新型的毛化轧辊轧制铝合金片材的示意图。

图5为采用本实用新型的毛化轧辊轧制的带标记的铝合金片材照片。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，本实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1～3所示，一种用于多层铝合金复合材料表面标记的毛化轧辊，所述毛化轧辊1的工作面上设有若干条有序排列的环带纹路2，每一条所述环带纹路2沿辊面分布一周，由若干个由激光蚀刻形成的凹坑21有序排列构成；在所述环带纹路2中，所述凹坑21的坑口都呈类圆形，直径为0.08～0.12mm，深度20～30μm，轴向相邻的凹坑21之间的间距为0.02～0.04mm，环向相邻的凹坑21之间的间距为0.08～0.1mm；任意一个所述凹坑21的边缘部都设有一圈高度为2～5μm的凸台22。

优选地，所述环带纹路2的宽度为10～15mm，相邻两组所述环带纹路之间为空白辊面3，所述空白辊面的宽度为10～15mm；所述凹坑和凸台沿着所述轧辊呈圆柱螺旋线分布。

优选地，所述环带纹路2与所述空白辊面3的宽度相等，均匀相间排列。

优选地，所述轧辊表面粗糙度为0.4～1.0um。

本实用新型的毛化轧辊，采用有序信号发生器控制高频率（100KHz）脉冲激光束，经聚焦镜后聚焦到光面的工作扎辊表面，聚焦点的高温熔化轧辊表面，再经过轧辊旋转的离心力和辅助气体的侧吹，即可获得特定尺寸的凹坑和凸起。制作毛化轧辊时，调节激光设备的离焦量、功率、频率、转轴转速，可以改变激光凹点的直径、密度、深度，都会影响到轧辊表面的粗糙度，使得轧辊的粗糙度相对独立可控可调：通常情况下，离焦量约为10.5～12mm，功率50%～70%，频率30～60Hz、转轴转速约为4～6r/s，轧辊表面粗糙度可控范围为0.4～1.0um。

实施例1

一种用于多层铝合金复合材料表面标记的毛化轧辊，表面间隔排列着若干条环带纹路和若干条空白辊面，每条环带纹路宽12mm，每条空白辊面宽12mm；环带纹路由一个个由激光蚀刻形成的凹坑有序排列而成，每个凹坑的坑口都呈类圆形，直径为0.1mm，深度约为28μm，轴向相邻凹坑之间的间距为0.02mm，环向相邻凹坑之间的间距为0.08mm；任意一个凹坑的边缘部都设有一圈高度为2～5μm的凸台。

制作毛化轧辊时，调节激光设备的离焦量设定为11.15mm、功率为55%、频率为50Hz和转轴转速为5r/s，此时轧辊粗糙度为0.6μm。当需要增加粗糙度时，减小离焦量，增大功率可以实现；当需要增加表面激光凹点的密度时，增大频率，减小转轴转速，轧辊表面密度增加。

将该毛化轧辊和普通轧辊装进轧制机中，毛化轧辊在上，普通轧辊在下；将需要轧制的铝合金板料穿过两根轧辊之间的辊缝，按轧制力分布为200吨、300吨、400吨、420吨和450吨进行穿带轧制，轧制完后切断取样观察正反两面的标记辊的情况。经过测试，轧制力为200吨、300吨、400吨和420吨的铝合金片材上，正面具有均匀分布的清晰的标记印痕，反面均没有任何印痕；当轧制力达到450吨时，反面出现有标记辊的印痕。

Claims (4)

1.一种用于多层铝合金复合材料表面标记的毛化轧辊，其特征在于，毛化轧辊（1）的工作面上设有若干条有序排列的环带纹路（2），每一条所述环带纹路（2）沿辊面分布一周，由若干个由激光蚀刻形成的凹坑（21）有序排列构成；在所述环带纹路（2）中，所述凹坑（21）的坑口都呈类圆形，直径为0.08～0.12mm，深度20～30μm，轴向相邻的凹坑（21）之间的间距为0.02～0.04mm，环向相邻的凹坑（21）之间的间距为0.08～0.1mm；任意一个所述凹坑（21）的边缘部都设有一圈高度为2～5μm的凸台（22）。

2.根据权利要求1所述的毛化轧辊，其特征在于，所述环带纹路（2）的宽度为10～15mm，相邻两组所述环带纹路之间为空白辊面（3），所述空白辊面的宽度为10～15mm；所述凹坑和凸台沿着所述轧辊呈圆柱螺旋线分布。

3.根据权利要求2所述的毛化轧辊，其特征在于，所述环带纹路（2）与所述空白辊面（3）的宽度相等，均匀相间排列。

4.根据权利要求1所述的毛化轧辊，其特征在于，所述毛化轧辊的表面粗糙度为0.4～1.0um。

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