冷轧工作辊零件加工工艺过程

    冷轧工作辊是冷轧机的关键零件之一。它在工作过程中直接与轧制的金属板材接触并使金属发生变形，因此冷轧辊不仅应有相当高的表面硬度和小的粗糙度参数值，而且应有足够的抵扰扭转和弯曲的能力，以保证轧制产品的质量和轧辊的寿命。冷轧辊的几何形状不复杂，但工艺过程较复杂，工序多、生产周期长，这是冷轧辊的技术要求所决定的。

    现以1700冷轧工作辊为例，简述冷轧辊的加工工艺过程。

    1.冷轧辊的技术要求

    主要技术要求有：

    (1)为了保证轧辊的强度及使用寿命，轧辊的材料、化学成分必须符合性能要求，辊身表面硬度必须达到HS≥90 (HRC65)，且要求各处硬度均匀一致，有效淬火层深度应超过辊身半径的4%~5%；辊颈表面硬度应达到HS=35~50。

    (2)轧辊表面不应有肉眼可见的缺陷，如裂纹、非金属夹杂物、气孔、发裂、凹陷、划痕和腐蚀。根据热处理要求，应进行无损探伤。

    (3)为了保证轧板质量，避免板材厚薄不均匀和不平整，辊颈和辊身的圆度要求其允差分别应小于。0.03mm与0.035mm，辊颈与辊身的圆柱度允差也分别小于0.03mm与0.035mm,辊颈与辊身的同轴度误差应小于0.05mm。

    (4)轧辊两端之槽须按样板加工，槽中心线对轧辊轴线的位置度公差为0.1mm，而两槽中心线的位置度公差不得大于0.05mm，不然将影响两端键受力的均匀性。

    (5)成对工作辊直径差不得大于0.2mm，不然将引起板材两面轧制速度不同，使板材发生翘曲。为防止应力集中，提高冷轧辊的疲劳强度，各圆角粗糙度值应小于Ra3.2~1.6μm。

    2.冷轧辊的毛坯与热处理

    按技术要求，冷轧辊应选用高强度、高韧度，并具有良好淬硬性和淬透性的材料。现普遍采用的冷轧工作辊材料有：9Cr、9CrSiV、9Cr2、9CrMo、9Cr2W、9CrMoV等合金钢；大部分为锻件毛坯。1700冷轧辊的毛坯为9Cr2W的锻件；在机械加工前，锻件须经退火处理，以消除内应力。粗加工后(包括粗车与钻深孔后)再进行调质处理，目的是要进一步消除内应力并改善金属组织、提高力学性能。为保证热处理质盘，在调质处理前，须详细检查零件的各部情况。冷轧辊的淬火处理是轧辊制造过程中的关键工序之一，一般在最后精加工之前进行，以提高其表面硬度，达到HS≥90的要求。大型冷轧辊的淬火工艺相当复杂，也是影响轧辊使用寿命的重要因素。目前主要应用中频电感应加热淬火，但缺点是加热速度快、加热层浅、且表面温度高、里层温度低，过渡区存在较大内应力；近年已采用"双频感应加热淬火”与"同时感应加热淬火”。这两种新的淬火方法均能获得优质轧辊，使有效淬硬深度(HS≥90)达到20mm。

    3.冷轧辊的机械加工工艺

    冷轧辊加工工艺的主要特点是：工艺过程长、热处理工序多，淬火后须经两次回火，这是由于冷轧辊淬火后表面硬度高且有效深度深，经过激冷和深冷而存在较大内应力，所以须经两次回火来消除。另外，粗磨后的低温回火也可消除粗磨时产生的磨削应力。