用于钢板表面形貌轧制的轧辊及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种用于钢板表面形貌轧制的轧辊及制造方法，在辊面布设有多个凸起的毛化点，单个所述毛化点与辊面相接处形成的形状为圆形或大致为圆形，该圆形的直径为50～150μm；单个所述毛化点的凸起高度为2～12μm，相邻毛化点之间重叠量小于10％；辊面单位平方毫米内的毛化点数量差异小于20％，每平方毫米内的毛化点覆盖面积占比在30～90％。其方法包括对来料轧辊进行表面处理的步骤，使轧辊表面粗糙度控制在Ra

Roller for rolling surface topography of steel plate and its manufacturing method

The invention discloses a rolling roll and a manufacturing method for rolling surface topography of steel plate, in which there are several protruding texturing points on the roll surface cloth, and the shape of a single texturing point formed at the junction of the roll surface is circular or approximately circular, the diameter of the circle is 50-150 micron; the protruding height of a single texturing point is 2-12 micron, and the overlap between adjacent texturing points is less than 10%. The difference in the number of grounding points within the square millimeter is less than 20%, and the coverage area of grounding points within the square millimeter is 30-90%. The method includes the steps of surface treatment of the incoming roll, so that the surface roughness of the roll can be controlled in Ra.

【技术实现步骤摘要】
用于钢板表面形貌轧制的轧辊及其制造方法
本专利技术涉及一种用于钢板轧制的轧辊及其制造方法，尤其涉及一种具有特殊表面形貌的轧辊及其制造方法。
技术介绍
通常，冷轧机的最后一个轧制道次和冷轧平整机工作辊都需要使用毛化辊，即表面具有一定粗糙度的轧辊，从而使得钢板表面具有一定的表面形貌。现有的轧辊毛化技术主要有抛丸毛化、电火花毛化技术、激光毛化技术、电子束毛化技术、镀铬毛化技术。其中抛丸毛化、电火花毛化、激光毛化、电子束毛化所形成的表面形貌结构都以凹坑形状为主，这种结构的表面形貌在轧制过程中存在这形貌复制率偏低且凹坑容易被金属粉末填充从而使粗糙度快速衰减。镀铬毛化技术通过合理控制电镀过程中的电化学工艺参数，可以在轧辊表面生长出一个个半球型的凸包，这种结构的表面形貌具有较高的形貌复制率，且其轧制的钢板上分布有大量的小凹坑，有利于改善钢板的储油效果，但该技术的最大缺点是采用了电镀铬工艺，具有非常大的环保风险。此外，以上轧辊毛化技术虽然可以通过适当调整工艺参数实现对毛化后轧辊表面的粗糙度、峰值数、波纹度等进行适当调整，但其调节范围非常有限，毛化形成的表面形貌也仍然是具有一些的固有特征，无法对每个毛化点进行具体控制，从而无法对表面形貌进行精细化的设计和控制。另一方面，越来越多的用户对钢板涂装效果提出了更高的要求，研究表明降低钢板表面波纹度可以有效改善钢板涂装效果，对钢厂来说，即需要对轧辊的波纹度进行控制，而传统的毛化技术由于难以对表面形貌进行精细化的设计和加工，因此在波纹度控制方面也存在着局限。综上所述，现有毛化技术存在的主要问题包括表面形貌为凹坑结构或存在环保风险，无法对表面形貌进行精细化设计和控制。公开号为CN104884180A，公开日为2015年9月2日，名称为“由金属材料特别是钢材制成的平板产品、该平板产品的用途、辊以及用于生产该平板产品的方法”的中国专利文献涉及由金属材料特别是钢材制成的平板产品，涉及有利的用途并且涉及特别适用于制造该种平板产品的辊，以及涉及用于生产该种平板产品的方法。在该专利文献所公开的技术方案中，其公开了一种具有双I形、H形、十字形、C形或X形确定性纹理的轧辊。该技术方案虽然可以实现表面微观结构的精细化设计和加工，并适当降低了波纹度，但其表面形貌仍然是以凹坑为主，并未改善轧辊形貌复制率，且由于其轧辊表面形貌是一种具有特定规则的纹理形貌，使用这种轧辊生产的钢板在涂装时容易产生“莫尔纹”缺陷。公开号为CN103889642B，公开日为2016年4月13日，名称为“在压花钢辊上产生具有结构的表面的方法和设备”的中国专利文献涉及通过短脉冲激光在压花钢辊上产生具有结构的表面的方法和设备，该结构为宏观结构，该宏观结构的维度超过20μm而深度达200μm和更多，其公开了一种短脉冲加工具有特殊图案结构的压花轧辊。该技术方案涉及表面微观结构的精细化设计和加工，但其表面形貌也是以凹坑为主，并未有效改善轧辊表面形貌结构。综上所述，虽有部分专家学者在表面形貌的精细化设计及加工方面做了一些工作，但在改善轧辊表面微观结构、提高形貌复制率、降低轧辊表面波纹度等方面仍未提出有效的技术方案。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种具有特殊表面形貌的轧辊，其用于钢板表面形貌轧制时具有好的形貌复制率和低的波纹度。其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。一种用于钢板表面形貌轧制的轧辊，在辊面布设有多个凸起的毛化点，单个所述毛化点与辊面相接处形成的形状为圆形或大致为圆形，该圆形的直径为50～150μm；单个所述毛化点的凸起高度为2～12μm，相邻毛化点之间重叠量小于10％；辊面单位平方毫米内的毛化点数量差异小于20％，每平方毫米内的毛化点覆盖面积占比在30～90％。毛化点为圆形或近似为圆形，一方面是可以避免表面形貌参数出现方向性差异，另一方面能方便的构建彼此独立的毛化点，避免毛化点之间的相互干扰。并且，单个毛化点的直径限定为50～150μm是因为当毛化点直径<50μm时，会导致轧辊在使用时表面微观结构由于较细微，耐磨损性显著下降，而当毛化点直径>150μm时，会导致轧辊表面微观结构偏粗大，所轧制或平整钢板在涂装时其微观结构不易被漆膜完全遮盖。另一方面，将毛化点设计为凸起结构是为了提高表面形貌的复制率；将毛化点凸起高度设计为2～12μm是为了使得轧辊表面具有合适的粗糙度范围。而控制相邻毛化点之间相互重叠量小于10％，是因为当毛化点之间的重叠量过大时，会破坏毛化点的独立性和完整性，容易造成局部区域的微观形貌不均匀。单位平方毫米内的毛化点数量差异小于20％是因为单位面积的毛化点数量差异越大，轧辊表面形貌的宏观均匀性越差。每平方毫米内的毛化点覆盖面积占比在30～90％之间是因为毛化点太少会使得毛化点平均间距过大，导致波纹度增加，所轧制或平整钢板涂装效果变差，而毛化点太多又会使得毛化点间距过近，影响材料塑形流动，降低了粗糙度的复制率。作为本技术方案的进一步改进，所述凸起的毛化点的底部直径不小于顶部直径；例如为锥台形结构。也作为本技术方案的进一步改进，相邻毛化点之间重叠量小于5％。其中，相邻毛化点之间重叠量优选为0。还作为本技术方案的进一步改进，辊面单位平方毫米内的毛化点数量差异小于10％，优选小于5％。另外，也作为本技术方案的进一步改进，辊面每平方毫米内的毛化点覆盖面积占比在50～80％。此外，所述钢板可以为冷轧钢板。本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种上述用于钢板表面形貌轧制的轧辊的制造方法，包括如下步骤：(1)、对来料轧辊进行表面处理的步骤，使轧辊表面粗糙度控制在Ra<0.5μm；(2)、对轧辊表面材料进行逐层烧蚀以形成所述毛化点的步骤。作为该制造方法的进一步改进，采用超短脉冲激光器对所述轧辊表面材料进行逐层烧蚀；烧蚀时所述超短脉冲激光器沿来料轧辊母线做横向平移运动，同时，所述来料轧辊经驱动后处于可旋转状态。通过采用上述具有特殊表面形貌的轧辊及相应的制造技术，可以实现对表面形貌进行精细化的设计和加工，有效改善轧辊表面形貌，使轧辊具有好的形貌复制率、低的波纹度。附图说明图1示意了实施例1的轧辊表面微观形貌；图2示意了实施例2的轧辊表面微观形貌；图3示意了实施例3的轧辊表面微观形貌；图4示意了本专利技术制造方法对应的装置结构；图5示意了实施例1对应的表面制造加工过程，包括了1)-8)共8个状态/阶段；其中，图4中的1为数控机床，2为轧辊，3为超短脉冲激光器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行进一步的详细说明。本专利技术提出了一种具有特殊表面形貌的轧辊，所述轧辊的表面形貌具有以下特征：表面上散布大量的毛化点；毛化点的形状近似为圆形或大致为圆形，直径在50～150μm之间；毛化点为凸起结构，凸起高度在2～12μm之间；相邻毛化点之间重叠量小于10％；单位平方毫米内的毛化点数量差异小于20％；每平方毫米内的毛化点覆盖面积占比在30～90％之间。专利技术人通过大量实验研究发现，具备上述特点的毛化点，所获得轧辊表面形貌具有较好的形貌复制率和低的波纹度。相应地，本专利技术的另一目的在于制造上述的具有特殊表面形貌的轧辊的方法，通过该制造方法可获得具有上述技术特征的轧辊。包括如下步骤：(1)、对轧辊进行磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于钢板表面形貌轧制的轧辊，其特征在于，在辊面布设有多个凸起的毛化点，单个所述毛化点与辊面相接处形成的形状为圆形或大致为圆形，该圆形的直径为50～150μm；单个所述毛化点的凸起高度为2～12μm，相邻毛化点之间重叠量小于10％；辊面单位平方毫米内的毛化点数量差异小于20％，每平方毫米内的毛化点覆盖面积占比在30～90％。

【技术特征摘要】
1.一种用于钢板表面形貌轧制的轧辊，其特征在于，在辊面布设有多个凸起的毛化点，单个所述毛化点与辊面相接处形成的形状为圆形或大致为圆形，该圆形的直径为50～150μm；单个所述毛化点的凸起高度为2～12μm，相邻毛化点之间重叠量小于10％；辊面单位平方毫米内的毛化点数量差异小于20％，每平方毫米内的毛化点覆盖面积占比在30～90％。2.根据权利要求1所述用于钢板表面形貌轧制的轧辊，其特征在于，所述凸起的毛化点的底部直径不小于顶部直径。3.根据权利要求1所述用于钢板表面形貌轧制的轧辊，其特征在于，相邻毛化点之间重叠量小于5％。4.根据权利要求3所述用于钢板表面形貌轧制的轧辊，其特征在于，相邻毛化点之间重叠量为0。5.根据权利要求1所述用于钢板表面形貌轧制的轧辊，其特征在于，辊面单位平方毫米内的毛化点数量差异小于10％。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈孝明，李山青，杨凯夫，全基哲，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31