[发明专利]一种冷却辊表面加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属表面加工工艺，具体涉及一种冷却辊表面加工工艺，属于金属表面处理技术领域。

背景技术

非晶态合金制备的原理为，使液态金属以大于临界冷却速度急速冷却，使结晶过程受阻而形成非晶态，将这种热力学上的亚稳态保存下来冷却到玻璃态转变温度以下而不向晶态转变，其主要的制备主法是骤冷法，先将金属或合金加热熔融成液态，然后通过各种不同的途径使它们以10⁵-10⁸K/s的高速冷却，致使液态金属的无序结构得以保存下来而形成非晶态，样品依制备过程不同呈几微米至几十微米厚的薄片、薄带或细丝。在用骤冷法制备非晶态合金条带的工艺中，为保证合金样品的非晶化程度，要求冷却辊的辊套导热系数大、硬度高，且辊套和欲制取的非晶态合金具有良好的浸润性冷却辊，为满足上述要求就必须在长时间浇注液态金属的条件下，冷却辊始终保存温度恒定，且其辊套表面能保持恒定的光洁度和几何形状。

用骤冷法制备非晶态合金条带的工艺中，欲制取的非晶态合金熔液流经旋转的低温辊套表面，辊套与非晶态合金熔液的浸润性，决定着非晶态合金熔液在辊套表面停留时间的长短，及非晶态合金熔液流经辊套表面时的微观形状，从而影响得到的非晶带材的质量，而其浸润性的获得与辊套表面的粗糙度和几何形状有重要的影响，因此，为获得良好质量的非晶带材，在对辊套表面进行加工处理时，辊套表面的粗糙度是其加工处理中需要考虑的因素之一。

喷丸处理也称喷丸强化，是一种冷处理过程，它广泛应用于长期服役于高应力工况下金属零件。喷丸处理是在一个完全控制的条件下，利用压缩空气或离心力将无数小圆形钢丸介质高速且连续喷射、捶打到零件表面，使其表面获得清洁、粗糙、硬化等效果的表面强化处理工艺，特别是表面粗糙化这一效果，对于冷却辊辊套和欲制取的非晶态合金熔液产生当浸润性具有关键的影响。

中国专利文献CN103447968A公开了一种喷丸加工工艺，其主要是对喷丸加工的工艺参数进行了合理的优化，特别是针对圆柱形基材，采用了最优的参数以获得合适的表面粗糙度和强化效果，从而为后续的镀覆处理做好准备。然后上述文献中的喷丸加工方法，主要考虑的是基材与后续镀层材料之间结合的牢固性，其喷丸处理是为后续的镀层工艺做准备，不涉及基材与非晶态合金熔液的浸润性关系，其考虑因素也只有粗糙度这一指标，对基材表面的微观结构和形状不做考虑，不适用于对冷却辊表面的加工处理。

发明内容

为解决现有技术中的喷丸加工工艺无法适用于冷却辊的辊套处理，进而提供了一种冷却辊表面处理方法，从而调整其表面粗糙度及微观结构，进而使辊套表面和欲制备的非晶态合金熔液产生良好的浸润性，以得到高质量的非晶态合金带材。

为此，本申请采取的技术方案为，

一种冷却辊表面加工工艺，包括，

(1)对冷却辊辊套表面进行切削，以除去肉眼可以观测到的不平处；

(2)将所述辊套固定在旋转轴上，使之旋转；

(3)对旋转中的辊套表面进行喷丸处理，所述喷丸为粒径0.01-0.03mm的非晶粉末，喷嘴延长线与喷丸在辊套表面冲击点处切线的夹角为50-70°，喷射方向与辊套旋转方向相同，喷射距离60-100mm，喷射压力0.7-0.9MPa，辊套旋转速度60-80rpm；

(4)对旋转中的辊套表面采用机械滚压的方式进行滚压处理，滚压的作用力200N-500N，滚压速度10～12m/min；

(5)在冷却辊使用之前，采用超声振动发生器对辊套表面进行超声波处理，抛光预压力60-120N，频率18-20KHZ，硬质滚轮的圆周速度不小于20m/s。

上述冷却辊表面加工工艺在步骤(3)中，所述非晶粉末为铁基非晶粉末、Al-Ni-Y非晶粉末、Al-Ni-La非晶粉末、Fe-Co-B非晶粉末或Ni-Ti非晶粉末。

上述冷却辊表面加工工艺在步骤(3)中，喷丸处理的时间为10-20min。

上述冷却辊表面加工工艺中，所述辊套为铜辊。

上述冷却辊表面加工工艺在所述步骤(4)中，滚压次数1-3次。

上述冷却辊表面加工工艺中，所述超声振动发生器的输出振辐4-5μm，所述辊套的转速10-20rmp。

与现有技术相比，本发明具有如下优点，