阅读说明：本技术 一种用环保方式制造的组合轧辊及其制造方法 (Combined roller manufactured in environment-friendly mode and manufacturing method thereof ) 是由 陈歌 陈金富 于 2020-05-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用环保方式制造的组合轧辊及其制造方法,属于轧辊及其制造方法领域。为解决现有轧辊易出现断辊、龟裂、横裂等缺陷及其制作周期长、成本高的问题,本发明提供了一种用环保方式制造的组合轧辊,由外至内依次为轧辊工作层、轧辊过渡层和轧辊辊轴,其中,所述轧辊工作层为合金厚壁无缝管,所述轧辊过渡层为碳素钢无缝管,所述轧辊辊轴为热轧合金棒材。其制造方法通过对现有的原材料进行调质使轧辊硬度均匀、强度增高,解决了轧辊在使用过程中会产生的断辊、龟裂、横列等质量问题。本发明的制造方法减少了原有轧辊制造过程中冶炼、铸造的工序,解决了轧辊制造过程中冶炼、铸造工序对环境的污染问题,同时也缩短了热处理所需的时间和轧辊的制造工期,降低了制造成本。(The invention relates to a combined roller manufactured in an environment-friendly mode and a manufacturing method thereof, belonging to the field of rollers and manufacturing methods thereof. The invention provides a combined roller manufactured in an environment-friendly mode, which comprises a roller working layer, a roller transition layer and a roller shaft from outside to inside in sequence, wherein the roller working layer is an alloy thick-wall seamless pipe, the roller transition layer is a carbon steel seamless pipe, and the roller shaft is a hot-rolled alloy bar. The manufacturing method of the roller has the advantages that the hardness of the roller is uniform and the strength is improved by tempering the existing raw materials, and the quality problems of roller breakage, cracking, transverse arrangement and the like in the use process of the roller are solved. The manufacturing method of the invention reduces the procedures of smelting and casting in the original roller manufacturing process, solves the problem of environmental pollution caused by the smelting and casting procedures in the roller manufacturing process, shortens the time required by heat treatment and the manufacturing period of the roller, and reduces the manufacturing cost.)

一种用环保方式制造的组合轧辊及其制造方法

技术领域

本发明属于轧辊及其制造方法领域，尤其涉及一种用环保方式制造的组合轧辊及其制 造方法。

背景技术

目前，冶金行业热压力加工所使用的轧机轧辊制作均离不开冶炼、铸造工序，其主要 生产工艺流程为冶炼—铸造—热处理—半精车—精车。这种传统的轧辊制作方式在制作工 艺流程中存在的冶炼和铸造工序，在生产过程中会对当地的环境造成影响，因此，为解决 对环境污染问题，轧辊生产厂需要投入环保设施以减轻对环境的污染，这不仅使轧辊的制 作成本进一步增加，而且，在产能效率利用上，还会受到限制，影响产品的合同兑现。整 体铸造工艺制作的轧机热轧辊，用户在使用过程中会出现如：断辊、龟裂、横裂等质量问题，同时，由于铸造轧辊的硬度层存在梯度大的问题，使得轧辊在使用程中的过钢量达不到用户要求，影响用户的轧辊使用成本。采用冶炼、铸造方法进行整体制作的轧机热轧辊，其产品制作工艺工序多、周期长、成本高，同时，由于其铸造毛坯尺寸制作精度差，导致 加工车削量大，增加轧辊车削工时。

发明内容

为解决上述现有轧辊易出现断辊、龟裂、横裂等缺陷及其制作周期长、成本高的问题， 本发明提供了一种用环保方式制造的组合轧辊及其制造方法。

本发明的技术方案：

一种用环保方式制造的组合轧辊，由外至内依次为轧辊工作层、轧辊过渡层和轧辊辊 轴，其中，所述轧辊工作层为合金厚壁无缝管，所述轧辊过渡层为碳素钢无缝管，所述轧 辊辊轴为热轧合金棒材。

进一步的，所述合金厚壁无缝管的成份重量百分比为：C：0.58～0.65、Cr：0.9～1.20、 Mn：0.75～1.0、Mo：0.26～0.35、S：≤0.01、P：≤0.02、Si：0.25～0.40、Ni：≤0.30、Cu： ≤0.25。

进一步的，所述合金厚壁无缝管的调质工艺为：先对其进行淬火处理，淬火温度为850～870℃，均温时间为1～2h，保温时间为5h，水冷25min后，进行回火处理，回火温 度为530～550℃，均温时间为1～2h，保温时间为7h。

进一步的，在合金厚壁无缝管进行调质处理前，对管料的端部进行倒棱处理，调质处 理后对管料进行内壁加工，使内壁表面光洁度达到6.3。

进一步的，所述碳素钢无缝管的成份重量百分比为：C：0.17～0.23、Si：0.17～0.37、 Mn：0.35～0.65、Cr：≤0.25、Ni：≤0.30、Cu：≤0.25、P：≤0.03、S：≤0.035。

进一步的，所述热轧合金棒材的成份重量百分比为：C：0.40～0.45；Cr：0.9～1.20； Mn：0.60～0.90；Mo：0.20～0.30；P≤0.025；S：0.02～0.035；Si：0.15～0.40；Ni：≤0.25； Cu：≤0.25；Al：0.02～0.035；Sn：≤0.030；V：≤0.06；Ti：≤0.02。

进一步的，所述热轧合金棒材的调质工艺为：先对其进行淬火处理，淬火温度为850～870℃，均温时间为1.5～2.5h，保温时间为2.5～3.5h，水冷30min后，进行回火处理，回火温度为630～650℃，均温时间为3.5h，保温时间为7h。

一种用环保方式制造的组合轧辊的制造方法，步骤如下：

一、轧辊工作层的制造：将合金厚壁无缝管按所需尺寸锯切下料，对管料进行调质处 理，调质工艺为：先对其进行淬火处理，淬火温度为850～870℃，均温时间为1～2h，保温时间为5h，水冷25min后，进行回火处理，回火温度为530～550℃，均温时间为1～2h， 保温时间为7h；

二、轧辊过渡层的制造：将碳素钢无缝管按所需尺寸锯切下料；

三、轧辊辊轴的制造：将热轧合金棒材按所需尺寸锯切下料，对棒料进行调质处理， 调质工艺为：先对其进行淬火处理，淬火温度为850～870℃，均温时间为1.5～2.5h，保温 时间为4.5h，水冷30min后，进行回火处理，回火温度为630～650℃，均温时间为2.5～3.5h， 保温时间为7h；

四、组装：采用冷热装配的方式，将轧辊过渡层进行加热后，利用热膨胀尺寸与室温 状态下的轧辊辊轴进行过盈配合组装；将轧辊工作层进行加热，利用热膨胀尺寸与室温状 态下的轧辊过渡层与轧辊辊轴的组装体进行过盈配合组装，最终形成初始状态的组合轧 辊，经尺寸精加工得到成品组合轧辊。

进一步的，步骤一在合金厚壁无缝管进行调质处理前，对管料的端部进行倒棱处理， 调质处理后对管料进行内壁加工，使内壁表面光洁度达到6.3。

进一步的，所述一种用环保方式制造的的组合轧辊是应用在轧钢机上的热轧辊。

本发明的有益效果：

1、本发明所包含的轧辊工作层、轧辊过渡层和轧辊辊轴分别选用了三种不同的材料， 减少了轧辊硬度层的硬度梯度，解决了轧辊在使用过程中会产生的断辊、龟裂、横列等质量问题，不仅给钢材的表面质量提供了保障，而且还解决了由于断辊问题造成的生产 事故，提高了轧机的生产效率。本发明使轧辊的使用寿命(过钢量)提高1倍以上，降低 了轧辊的使用成本。

2、本发明直接采用了现有的管状材料和棒材作为原材料，通过对现有的原材料进行 调质使其硬度、强度达到轧辊的标准要求。减少了原有轧辊制造过程中冶炼、铸造的工序，解决了轧辊制造过程中冶炼、铸造工序对环境的污染问题，同时也缩短了热处理所 需的时间和轧辊的制造工期，减少了加工车削量，降低了制造成本。

3、本发明的轧辊工作层与轧辊过渡层及轧辊过渡层与轧辊辊轴之间采用过盈配合， 可有效使得轧辊工作层、轧辊过渡层和轧辊辊轴紧密连接。本发明组合轧辊采用增加过 渡层的方法，解决轧辊工作层内径尺寸与辊轴外径尺寸之间的过渡，这样即可以满足R角 的加工，又可以保证轧辊工作层所使用的合金壁厚无缝管在满足用户使用的条件下，选择最合理的壁厚尺寸，使原料的制作成本无浪费，达到降低成本的目的。

附图说明

图1为实施例所制造的组合轧辊的结构示意图；

图2为轧辊工作层的结构示意图；

图3为轧辊过渡层的结构示意图；

图4为轧辊过渡层的局部示意图；

图5为轧辊辊轴的结构示意图；

图中，1、轧辊工作层；2、轧辊过渡层；3、轧辊辊轴。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发 明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在 本发明的保护范围中。

实施例1

轧辊的辊身长度为650～1200mm，辊身直径为∮250～950mm。本实施例以制造轧制棒 材的700轧机的组合轧辊为例，结构示意图如图1所示。其辊身长度L2为1000mm，辊 身直径D2为750mm，工作硬度层厚度B为130mm。辊身直径D1为450mm，辊轴直径 D为320mm，圆角半径R为30mm，辊轴长度L为1664mm。

本发明提供了一种用环保方式制造的组合轧辊的制造方法，步骤如下：

一、轧辊工作层1的制造

选取60CrMnMo合金厚壁无缝管，其按重量百分比计成份为：C：0.58～0.65、Cr：0.9～1.20、Mn：0.75～1.0、Mo：0.26～0.35、S：≤0.01、P：≤0.02、Si：0.25～0.40、Ni： ≤0.30、Cu：≤0.25。60CrMnMo合金厚壁无缝钢管的制作由专业无缝管生产企业进行规 模化生产。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸(辊身长度L2为1000mm，辊身直径D2 为750mm，工作硬度层厚度B为130mm)得出要制备的轧辊工作层1的相关尺寸。需要 将直径为750mm、壁厚为150mm的60CrMnMo合金厚壁无缝管按长度 1000mm+5mm＝1005mm(加工余量为5mm)进行锯切下料，其结构示意图如图1所示。 对管料端部进行倒棱处理，以减少调质过程中应力集中造成的端部环裂。对其进行淬火处 理，淬火温度为860℃，均温时间为2h，保温时间为5h。水冷25min后，进行回火处理， 回火温度为540℃，均温时间为2h，保温时间为7h。对所得的轧辊工作层1用镗床进行 内壁加工，其内径加工尺寸按0～0.057mm范围进行控制，使表面光洁度达到6.3，得到轧 辊工作层1，其结构示意图如图2所示。

测量所得轧辊工作层1材料的布氏硬度，统计结果见表一。

二、轧辊过渡层2的制造

选取20#钢碳素无缝管，其按重量百分比计成份为：C：0.17～0.23、Si：0.17～0.37、Mn： 0.35～0.65、Cr：≤0.25、Ni：≤0.30、Cu：≤0.25、P：≤0.03、S：≤0.035。碳素无缝钢管的制作由专业无缝管生产企业进行规模化生产。轧辊过渡层的下料长度比工作层多出2R。为保证轧辊过渡层的过盈尺寸余量加工要求，过渡层的外径尺寸比工作层内径大 2mm。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸(辊身长度L2为1000mm，辊身直径D1为 450mm，轴直径D为320mm，圆角半径R为30mm)得出要制备的轧辊过渡层2的相关 尺寸。因此，轧辊过渡层在下料时，需要将直径为452mm、壁厚为70mm的碳素无缝管， 按长度1000mm+2*30mm+2mm＝1062mm(加工余量为2mm)进行锯切下料。下料后的辊 坯过渡层2需要进行加工，为保证过盈配合牢固，其外径加工尺寸按0.11～0.15mm精度 尺寸控制，内径加工尺寸按0～0.057mm精度尺寸控制，表面光洁度达到6.3。考虑到组装 时工作层与过渡层定位的准确性，车削时，轧辊过渡层2的一端需加工出台阶，如图4 所示，得到轧辊过渡层2，其结构示意图如图3所示。

三、轧辊辊轴3的制造

选取42CrMo热轧(或锻造)合金棒材，其按重量百分比计成份为：C：0.40～0.45；Cr：0.9～1.20；Mn：0.60～0.90；Mo：0.20～0.30；P≤0.025；S：0.02～0.035；Si：0.15～0.40； Ni：≤0.25；Cu：≤0.25；Al：0.02～0.035；Sn：≤0.030；V：≤0.06；Ti：≤0.02。42CrMo热轧(或锻造)合金棒材的制作由专业生产企业进行规模化生产。轧辊辊轴的下料长度按 L+5mm进行锯切下料(见零件图1)，直径比过渡层内径大5mm，以满足过盈尺寸余量 加工要求。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸尺寸(辊轴长度L为1664mm，直径D为 320mm)得出要制备的轧辊辊轴3的相关尺寸。因此，需要将直径为325mm的42CrMo 热轧(或锻造)合金棒材，按长度L+5mm＝1669mm(加工余量为5mm)进行锯切下料。 对其进行淬火处理，淬火温度为860℃，均温时间为2.5h，保温时间为4.5h。水冷30min 后，进行回火处理，回火温度为640℃，均温时间为3.5h，保温时间为7h。调质后的轧辊 辊轴3需要进行加工，为保证过盈配合牢固，其外径加工尺寸按0.11～0.15mm精度尺寸 控制，表面光洁度达到6.3。考虑到组装时轧辊辊轴与辊身端部定位的准确性，车削时， 轧辊辊轴的一端需加工出台阶。得到轧辊辊轴3，其结构示意图如图5所示。

测量所得轧辊辊轴3材料的抗拉强度Rm、屈服强度ReL和冲击功KV2(20℃)， 统计结果见表二。

四、组装

A、轧辊辊轴与过渡层组装；采用冷热装配的方式，将轧辊过渡层2进行加热后，利用热膨胀尺寸与室温状态下的轧辊辊轴3进行过盈配合组装。

B、轧辊工作层与过渡层组装：采用冷热装配的方式，将轧辊工作层1进行加热，利用热膨胀尺寸与室温状态下的轧辊过渡层2与轧辊辊轴3的组装体进行过盈配合组装，最终形成初始状态的组合轧辊。

C、轧辊加工：由轧辊工作层1、轧辊过渡层2、轧辊辊轴3三部分组装而成的初始 状态组合轧辊，需要按轧辊成品尺寸要求进行精加工，最终形成成品组合轧辊。

D、测量仪器

组合轧辊的装配、精加工需要用测量仪器进行测量。装配时，对轧辊工作层1、轧辊过渡层2的内、外径和轧辊辊轴3的外径采用内、外径千分尺进行测量，长度采用钢直尺 进行测量；精车时，对轧辊辊身、辊径的外径采用外径千分尺进行测量，长度采用钢直尺 进行测量，圆弧过渡采用样板进行测量。

本发明的轧辊工作层1与轧辊过渡层2及轧辊过渡层2与轧辊辊轴3之间采用过盈配 合，可有效使得轧辊工作层1、轧辊过渡层2和轧辊辊轴3紧密连接。本发明组合轧辊采用增加过渡层的方法，解决轧辊工作层1内径尺寸与辊颈外径尺寸之间的过渡，这样即可以满足R角的加工，又可以保证轧辊工作层1所使用的合金壁厚无缝管在满足用户使用 的条件下，选择最合理的壁厚尺寸，使原料的制作成本无浪费，达到降低成本的目的。

实施例2

轧辊的辊身长度为650～1200mm，辊身直径为∮250～950mm。本实施例以制造轧制棒 材的700轧机的组合轧辊为例，结构示意图如图1所示。其辊身长度L2为1000mm，辊 身直径D2为750mm，工作硬度层厚度B为130mm。辊身直径D1为450mm，辊轴直径 D为320mm，圆角半径R为30mm，辊轴长度L为1664mm。

本发明提供了一种用环保方式制造的组合轧辊的制造方法，步骤如下：

一、轧辊工作层1的制造

选取60CrMnMo合金厚壁无缝管，其按重量百分比计成份为：C：0.58～0.65、Cr：0.9～1.20、Mn：0.75～1.0、Mo：0.26～0.35、S：≤0.01、P：≤0.02、Si：0.25～0.40、Ni： ≤0.30、Cu：≤0.25。60CrMnMo合金厚壁无缝钢管的制作由专业无缝管生产企业进行规 模化生产。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸(辊身长度L2为1000mm，辊身直径D2 为750mm，工作硬度层厚度B为130mm)得出要制备的轧辊工作层1的相关尺寸。需要 将直径为750mm、壁厚为150mm的60CrMnMo合金厚壁无缝管按长度 1000mm+5mm＝1005mm(加工余量为5mm)进行锯切下料，其结构示意图如图1所示。 对管料端部进行倒棱处理，以减少调质过程中应力集中造成的端部环裂。对其进行淬火处 理，淬火温度为850℃，均温时间为1.5h，保温时间为5h。水冷25min后，进行回火处 理，回火温度为530℃，均温时间为1.5h，保温时间为7h。对所得的轧辊工作层1用镗床 进行内壁加工，其内径加工尺寸按0～0.057mm范围进行控制，使表面光洁度达到6.3，得 到轧辊工作层1，其结构示意图如图2所示。

测量所得轧辊工作层1材料的布氏硬度，统计结果见表一。

二、轧辊过渡层2的制造

选取20#钢碳素无缝管，其按重量百分比计成份为：C：0.17～0.23、Si：0.17～0.37、Mn： 0.35～0.65、Cr：≤0.25、Ni：≤0.30、Cu：≤0.25、P：≤0.03、S：≤0.035。碳素无缝钢管的制作由专业无缝管生产企业进行规模化生产。轧辊过渡层的下料长度比工作层多出2R。为保证轧辊过渡层的过盈尺寸余量加工要求，过渡层的外径尺寸比工作层内径大 2mm。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸(辊身长度L2为1000mm，辊身直径D1为 450mm，辊轴直径D为320mm，圆角半径R为30mm)得出要制备的轧辊过渡层2的相 关尺寸。因此，轧辊过渡层在下料时，需要将直径为452mm、壁厚为70mm的碳素无缝 管，按长度1000mm+2*30mm+2mm＝1062mm(加工余量为2mm)进行锯切下料。下料后 的辊坯过渡层2需要进行加工，为保证过盈配合牢固，其外径加工尺寸按0.11～0.15mm 精度尺寸控制，内径加工尺寸按0～0.057mm精度尺寸控制，表面光洁度达到6.3。考虑到 组装时工作层与过渡层定位的准确性，车削时，轧辊过渡层2的一端需加工出台阶，如图4所示，得到轧辊过渡层2，其结构示意图如图3所示。

三、轧辊辊轴3的制造

选取42CrMo热轧(或锻造)合金棒材，其按重量百分比计成份为：C：0.40～0.45；Cr：0.9～1.20；Mn：0.60～0.90；Mo：0.20～0.30；P≤0.025；S：0.02～0.035；Si：0.15～0.40； Ni：≤0.25；Cu：≤0.25；Al：0.02～0.035；Sn：≤0.030；V：≤0.06；Ti：≤0.02。42CrMo热轧(或锻造)合金棒材的制作由专业生产企业进行规模化生产。轧辊辊轴的下料长度按 L+5mm进行锯切下料(见零件图1)，直径比过渡层内径大5mm，以满足过盈尺寸余量 加工要求。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸(辊轴长度L为1664mm，直径D为320mm) 得出要制备的轧辊辊轴3的相关尺寸。因此，需要将直径为325mm的42CrMo热轧(或 锻造)调质棒材，按长度L+5mm＝1669mm(加工余量为5mm)进行锯切下料。对其进行 淬火处理，淬火温度为870℃，均温时间为2h，保温时间为4.5h。水冷30min后，进行 回火处理，回火温度为630℃，均温时间为3h，保温时间为7h。调质后的轧辊辊轴3需 要进行加工，为保证过盈配合牢固，其外径加工尺寸按0.11～0.15mm精度尺寸控制，表 面光洁度达到6.3。考虑到组装时轧辊辊轴与辊身端部定位的准确性，车削时，轧辊辊轴 的一端需加工出台阶。得到轧辊辊轴3，其结构示意图如图5所示。

测量所得轧辊辊轴3材料的抗拉强度Rm、屈服强度ReL和冲击功KV2(20℃)， 统计结果见表二。

四、组装

A、轧辊辊轴与过渡层组装；采用冷热装配的方式，将轧辊过渡层2进行加热后，利用热膨胀尺寸与室温状态下的轧辊辊轴3进行过盈配合组装。

B、轧辊工作层与过渡层组装：采用冷热装配的方式，将轧辊工作层1进行加热，利用热膨胀尺寸与室温状态下的轧辊过渡层2与轧辊辊轴3的组装体进行过盈配合组装，最终形成初始状态的组合轧辊。

C、轧辊加工：由轧辊工作层1、轧辊过渡层2、轧辊辊轴3三部分组装而成的初始 状态组合轧辊，需要按轧辊成品尺寸要求进行精加工，最终形成成品组合轧辊。

D、测量仪器

组合轧辊的装配、精加工需要用测量仪器进行测量。装配时，对轧辊工作层1、轧辊过渡层2的内、外径和轧辊辊轴3的外径采用内、外径千分尺进行测量，长度采用钢直尺 进行测量；精车时，对轧辊辊身、辊径的外径采用外径千分尺进行测量，长度采用钢直尺 进行测量，圆弧过渡采用样板进行测量。

实施例3

轧辊的辊身长度为650～1200mm，辊身直径为∮250～950mm。本实施例以制造轧制棒 材的700轧机的组合轧辊为例，结构示意图如图1所示。其辊身长度L2为1000mm，辊 身直径D2为750mm，工作硬度层厚度B为130mm。辊身直径D1为450mm，辊轴直径 D为320mm，圆角半径R为30mm，辊轴长度L为1664mm。

本发明提供了一种用环保方式制造的组合轧辊的制造方法，步骤如下：

一、轧辊工作层1的制造

选取60CrMnMo合金厚壁无缝管，其按重量百分比计成份为：C：0.58～0.65、Cr：0.9～1.20、Mn：0.75～1.0、Mo：0.26～0.35、S：≤0.01、P：≤0.02、Si：0.25～0.40、Ni： ≤0.30、Cu：≤0.25。60CrMnMo合金厚壁无缝钢管的制作由专业无缝管生产企业进行规 模化生产。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸(辊身长度L2为1000mm，辊身直径D2 为750mm，工作硬度层厚度B为130mm)得出要制备的轧辊工作层1的相关尺寸。需要 将直径为750mm、壁厚为150mm的60CrMnMo合金厚壁无缝管按长度 1000mm+5mm＝1005mm(加工余量为5mm)进行锯切下料，其结构示意图如图1所示。 对管料端部进行倒棱处理，以减少调质过程中应力集中造成的端部环裂。对其进行淬火处 理，淬火温度为855℃，均温时间为1h，保温时间为5h。水冷25min后，进行回火处理， 回火温度为535℃温时间为1h，保温时间为7h。对所得的轧辊工作层1用镗床进行内壁 加工，其内径加工尺寸按0～0.057mm范围进行控制，使表面光洁度达到6.3，得到轧辊工 作层1，其结构示意图如图2所示。

测量所得轧辊工作层1材料的布氏硬度，统计结果见表一。

二、轧辊过渡层2的制造

选取20#钢碳素无缝管，其按重量百分比计成份为：C：0.17～0.23、Si：0.17～0.37、Mn： 0.35～0.65、Cr：≤0.25、Ni：≤0.30、Cu：≤0.25、P：≤0.03、S：≤0.035。碳素无缝钢管的制作由专业无缝管生产企业进行规模化生产。轧辊过渡层的下料长度比工作层多出2R。为保证轧辊过渡层的过盈尺寸余量加工要求，过渡层的外径尺寸比工作层内径大 2mm。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸尺寸(辊身长度L2为1000mm，辊身直径D1 为450mm，辊轴直径D为320mm，圆角半径R为30mm)得出要制备的轧辊过渡层2的 相关尺寸。因此，轧辊过渡层在下料时，需要将直径为452mm、壁厚为70mm的碳素无 缝管，按长度1000mm+2*30mm+2mm＝1062mm(加工余量为2mm)进行锯切下料。下料 后的辊坯过渡层2需要进行加工，为保证过盈配合牢固，其外径加工尺寸按0.11～0.15mm 精度尺寸控制，内径加工尺寸按0～0.057mm精度尺寸控制，表面光洁度达到6.3。考虑到 组装时工作层与过渡层定位的准确性，车削时，轧辊过渡层2的一端需加工出台阶，如图 4所示，得到轧辊过渡层2，其结构示意图如图3所示。

三、轧辊辊轴3的制造

选取42CrMo热轧(或锻造)合金棒材，其按重量百分比计成份为：C：0.40～0.45；Cr：0.9～1.20；Mn：0.60～0.90；Mo：0.20～0.30；P≤0.025；S：0.02～0.035；Si：0.15～0.40； Ni：≤0.25；Cu：≤0.25；Al：0.02～0.035；Sn：≤0.030；V：≤0.06；Ti：≤0.02。42CrMo热轧(或锻造)合金棒材的制作由专业生产企业进行规模化生产。轧辊辊轴的下料长度按 L+5mm进行锯切下料(见零件图1)，直径比过渡层内径大5mm，以满足过盈尺寸余量 加工要求。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸(辊轴长度L为1664mm，直径D为320mm) 得出要制备的轧辊辊轴3的相关尺寸。因此，需要将直径为325mm的42CrMo热轧(或 锻造)合金棒材，按长度L+5mm＝1669mm(加工余量为5mm)进行锯切下料。对其进行 淬火处理，淬火温度为865℃，均温时间为1.5h，保温时间为4.5h。水冷30min后，进行 回火处理，回火温度为635℃，均温时间为3.5h，保温时间为7h。调质后的轧辊辊轴3 需要进行加工，为保证过盈配合牢固，其外径加工尺寸按0.11～0.15mm精度尺寸控制， 表面光洁度达到6.3。考虑到组装时轧辊辊轴与辊身端部定位的准确性，车削时，轧辊辊 轴的一端需加工出台阶。得到轧辊辊轴3，其结构示意图如图5所示。

测量所得轧辊辊轴3材料的抗拉强度Rm、屈服强度ReL和冲击功KV2(20℃)， 统计结果见表二。

四、组装

A、轧辊辊轴与过渡层组装；采用冷热装配的方式，将轧辊过渡层2进行加热后，利用热膨胀尺寸与室温状态下的轧辊辊轴3进行过盈配合组装。

B、轧辊工作层与过渡层组装：采用冷热装配的方式，将轧辊工作层1进行加热，利用热膨胀尺寸与室温状态下的轧辊过渡层2与轧辊辊轴3的组装体进行过盈配合组装，最终形成初始状态的组合轧辊。

C、轧辊加工：由轧辊工作层1、轧辊过渡层2、轧辊辊轴3三部分组装而成的初始 状态组合轧辊，需要按轧辊成品尺寸要求进行精加工，最终形成成品组合轧辊。

D、测量仪器

组合轧辊的装配、精加工需要用测量仪器进行测量。装配时，对轧辊工作层1、轧辊过渡层2的内、外径和轧辊辊轴3的外径采用内、外径千分尺进行测量，长度采用钢直尺 进行测量；精车时，对轧辊辊身、辊径的外径采用外径千分尺进行测量，长度采用钢直尺 进行测量，圆弧过渡采用样板进行测量。

实施例4

轧辊的辊身长度为650～1200mm，辊身直径为∮250～950mm。本实施例以制造轧制棒 材的700轧机的组合轧辊为例，结构示意图如图1所示。其辊身长度L2为1000mm，辊 身直径D2为750mm，工作硬度层厚度B为130mm。辊身直径D1为450mm，辊轴直径 D为320mm，圆角半径R为30mm，辊轴长度L为1664mm。

本发明提供了一种用环保方式制造的组合轧辊的制造方法，步骤如下：

一、轧辊工作层1的制造

选取60CrMnMo合金厚壁无缝管，其按重量百分比计成份为：C：0.58～0.65、Cr：0.9～1.20、Mn：0.75～1.0、Mo：0.26～0.35、S：≤0.01、P：≤0.02、Si：0.25～0.40、Ni： ≤0.30、Cu：≤0.25。60CrMnMo合金厚壁无缝钢管的制作由专业无缝管生产企业进行规 模化生产。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸(辊身长度L2为1000mm，辊身直径D2 为750mm，工作硬度层厚度B为130mm)得出要制备的轧辊工作层1的相关尺寸。需要 将直径为750mm、壁厚为150mm的60CrMnMo合金厚壁无缝管按长度 1000mm+5mm＝1005mm(加工余量为5mm)进行锯切下料，其结构示意图如图1所示。 对管料端部进行倒棱处理，以减少调质过程中应力集中造成的端部环裂。对其进行淬火处 理，淬火温度为865℃，均温时间为1h，保温时间为5h。水冷25min后，进行回火处理， 回火温度为545℃，温时间为2h，保温时间为7h。对所得的轧辊工作层1用镗床进行内 壁加工，其内径加工尺寸按0～0.057mm范围进行控制，使表面光洁度达到6.3，得到轧辊 工作层1，其结构示意图如图2所示。

测量所得轧辊工作层1材料的布氏硬度，统计结果见表一。

二、轧辊过渡层2的制造

选取20#钢碳素无缝管，其按重量百分比计成份为：C：0.17～0.23、Si：0.17～0.37、Mn： 0.35～0.65、Cr：≤0.25、Ni：≤0.30、Cu：≤0.25、P：≤0.03、S：≤0.035。碳素无缝钢管的制作由专业无缝管生产企业进行规模化生产。轧辊过渡层的下料长度比工作层多出2R。为保证轧辊过渡层的过盈尺寸余量加工要求，过渡层的外径尺寸比工作层内径大 2mm。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸(辊身长度L2为1000mm，辊身直径D1为 450mm，辊轴直径D为320mm，圆角半径R为30mm)得出要制备的轧辊过渡层2的相 关尺寸。因此，轧辊过渡层在下料时，需要将直径为452mm、壁厚为70mm的碳素无缝 管，按长度1000mm+2*30mm+2mm＝1062mm(加工余量为2mm)进行锯切下料。下料后 的辊坯过渡层2需要进行加工，为保证过盈配合牢固，其外径加工尺寸按0.11～0.15mm 精度尺寸控制，内径加工尺寸按0～0.057mm精度尺寸控制，表面光洁度达到6.3。考虑到 组装时工作层与过渡层定位的准确性，车削时，轧辊过渡层2的一端需加工出台阶，如图 4所示，得到轧辊过渡层2，其结构示意图如图5所示。

三、轧辊辊轴3的制造

选取42CrMo热轧(或锻造)合金棒材，其按重量百分比计成份为：C：0.40～0.45；Cr：0.9～1.20；Mn：0.60～0.90；Mo：0.20～0.30；P≤0.025；S：0.02～0.035；Si：0.15～0.40； Ni：≤0.25；Cu：≤0.25；Al：0.02～0.035；Sn：≤0.030；V：≤0.06；Ti：≤0.02。42CrMo热轧(或锻造)合金棒材的制作由专业生产企业进行规模化生产。轧辊辊轴的下料长度按 L+5mm进行锯切下料(见零件图1)，直径比过渡层内径大5mm，以满足过盈尺寸余量 加工要求。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸(辊轴长度L为1664mm，直径D为320mm) 得出要制备的轧辊辊轴3的相关尺寸。因此，需要将直径为325mm的42CrMo热轧(或 锻造)合金棒材，按长度L+5mm＝1669mm(加工余量为5mm)进行锯切下料。对其进行 淬火处理，淬火温度为855℃，均温时间为2.5h，保温时间为4.5h。水冷30min后，进行 回火处理，回火温度为645℃，均温时间为3h，保温时间为7h。调质后的轧辊辊轴3需 要进行加工，为保证过盈配合牢固，其外径加工尺寸按0.11～0.15mm精度尺寸控制，表 面光洁度达到6.3。考虑到组装时轧辊辊轴与辊身端部定位的准确性，车削时，轧辊辊轴 的一端需加工出台阶。得到轧辊辊轴3，其结构示意图如图3所示。

测量所得轧辊辊轴3材料的抗拉强度Rm、屈服强度ReL和冲击功KV2(20℃)， 统计结果见表二。

四、组装

A、轧辊辊轴与过渡层组装；采用冷热装配的方式，将轧辊过渡层2进行加热后，利用热膨胀尺寸与室温状态下的轧辊辊轴3进行过盈配合组装。

B、轧辊工作层与过渡层组装：采用冷热装配的方式，将轧辊工作层1进行加热，利用热膨胀尺寸与室温状态下的轧辊过渡层2与轧辊辊轴3的组装体进行过盈配合组装，最终形成初始状态的组合轧辊。

C、轧辊加工：由轧辊工作层1、轧辊过渡层2、轧辊辊轴3三部分组装而成的初始 状态组合轧辊，需要按轧辊成品尺寸要求进行精加工，最终形成成品组合轧辊。

D、测量仪器

组合轧辊的装配、精加工需要用测量仪器进行测量。装配时，对轧辊工作层1、轧辊过渡层2的内、外径和轧辊辊轴3的外径采用内、外径千分尺进行测量，长度采用钢直尺 进行测量；精车时，对轧辊辊身、辊径的外径采用外径千分尺进行测量，长度采用钢直尺 进行测量，圆弧过渡采用样板进行测量。

实施例5

轧辊的辊身长度为650～1200mm，辊身直径为∮250～950mm。本实施例以制造轧制棒 材的700轧机的组合轧辊为例，结构示意图如图1所示。其辊身长度L2为1000mm，辊 身直径D2为750mm，工作硬度层厚度B为130mm。辊身直径D1为450mm，辊轴直径 D为320mm，圆角半径R为30mm，辊轴长度L为1664mm。

本发明提供了一种用环保方式制造的组合轧辊的制造方法，步骤如下：

一、轧辊工作层1的制造

选取60CrMnMo合金厚壁无缝管，其按重量百分比计成份为：C：0.58～0.65、Cr：0.9～1.20、Mn：0.75～1.0、Mo：0.26～0.35、S：≤0.01、P：≤0.02、Si：0.25～0.40、Ni： ≤0.30、Cu：≤0.25。60CrMnMo合金厚壁无缝钢管的制作由专业无缝管生产企业进行规 模化生产。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸(辊身长度L2为1000mm，辊身直径D2 为750mm，工作硬度层厚度B为130mm)得出要制备的轧辊工作层1的相关尺寸。需要 将直径为750mm、壁厚为150mm的60CrMnMo合金厚壁无缝管按长度 1000mm+5mm＝1005mm(加工余量为5mm)进行锯切下料，其结构示意图如图1所示。 对管料端部进行倒棱处理，以减少调质过程中应力集中造成的端部环裂。对其进行淬火处 理，淬火温度为870℃，均温时间为2h，保温时间为5h。水冷25min后，进行回火处理， 回火温度为550℃，均温时间为1h，保温时间为7h。对所得的轧辊工作层1用镗床进行 内壁加工，其内径加工尺寸按0～0.057mm范围进行控制，使表面光洁度达到6.3，得到轧 辊工作层1，其结构示意图如图2所示。

测量所得轧辊工作层1材料的布氏硬度，统计结果见表一。

二、轧辊过渡层2的制造

选取20#钢碳素无缝管，其按重量百分比计成份为：C：0.17～0.23、Si：0.17～0.37、Mn： 0.35～0.65、Cr：≤0.25、Ni：≤0.30、Cu：≤0.25、P：≤0.03、S：≤0.035。碳素无缝钢管的制作由专业无缝管生产企业进行规模化生产。轧辊过渡层的下料长度比工作层多出2R。为保证轧辊过渡层的过盈尺寸余量加工要求，过渡层的外径尺寸比工作层内径大 2mm。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸(辊身长度L2为1000mm，辊身直径D1为450mm，辊轴直径D为320mm，圆角半径R为30mm)得出要制备的轧辊过渡层2的相 关尺寸。因此，轧辊过渡层在下料时，需要将直径为452mm、壁厚为70mm的碳素无缝 管，按长度1000mm+2*30mm+2mm＝1062mm(加工余量为2mm)进行锯切下料。下料后 的辊坯过渡层2需要进行加工，为保证过盈配合牢固，其外径加工尺寸按0.11～0.15mm 精度尺寸控制，内径加工尺寸按0～0.057mm精度尺寸控制，表面光洁度达到6.3。考虑到 组装时工作层与过渡层定位的准确性，车削时，轧辊过渡层2的一端需加工出台阶，如图 4所示，得到轧辊过渡层2，其结构示意图如图3所示。

三、轧辊辊轴3的制造

选取42CrMo热轧(或锻造)合金棒材，其按重量百分比计成份为：C：0.40～0.45；Cr：0.9～1.20；Mn：0.60～0.90；Mo：0.20～0.30；P≤0.025；S：0.02～0.035；Si：0.15～0.40； Ni：≤0.25；Cu：≤0.25；Al：0.02～0.035；Sn：≤0.030；V：≤0.06；Ti：≤0.02。42CrMo热轧(或锻造)合金棒材的制作由专业生产企业进行规模化生产。轧辊辊轴的下料长度按 L+5mm进行锯切下料(见零件图1)，直径比过渡层内径大5mm，以满足过盈尺寸余量 加工要求。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸(辊轴长度L为1664mm，直径D为320mm) 得出要制备的轧辊辊轴3的相关尺寸。因此，需要将直径为325mm的42CrMo热轧(或 锻造)合金棒材，按长度L+5mm＝1669mm(加工余量为5mm)进行锯切下料。对其进行 淬火处理，淬火温度为850℃，均温时间为2h，保温时间为4.5h。水冷30min后，进行 回火处理，回火温度为650℃，均温时间为3.5h，保温时间为7h。调质后的轧辊辊轴3 需要进行加工，为保证过盈配合牢固，其外径加工尺寸按0.11～0.15mm精度尺寸控制， 表面光洁度达到6.3。考虑到组装时轧辊辊轴与辊身端部定位的准确性，车削时，轧辊辊 轴的一端需加工出台阶。得到轧辊辊轴3，其结构示意图如图5所示。

测量所得轧辊辊轴3材料的抗拉强度Rm、屈服强度ReL和冲击功KV2(20℃)， 统计结果见表二。

四、组装

A、轧辊辊轴与过渡层组装；采用冷热装配的方式，将轧辊过渡层2进行加热后，利用热膨胀尺寸与室温状态下的轧辊辊轴3进行过盈配合组装。

B、轧辊工作层与过渡层组装：采用冷热装配的方式，将轧辊工作层1进行加热，利用热膨胀尺寸与室温状态下的轧辊过渡层2与轧辊辊轴3的组装体进行过盈配合组装，最终形成初始状态的组合轧辊。

C、轧辊加工：由轧辊工作层1、轧辊过渡层2、轧辊辊轴3三部分组装而成的初始 状态组合轧辊，需要按轧辊成品尺寸要求进行精加工，最终形成成品组合轧辊。

D、测量仪器

组合轧辊的装配、精加工需要用测量仪器进行测量。装配时，对轧辊工作层1、轧辊过渡层2的内、外径和轧辊辊轴3的外径采用内、外径千分尺进行测量，长度采用钢直尺 进行测量；精车时，对轧辊辊身、辊径的外径采用外径千分尺进行测量，长度采用钢直尺 进行测量，圆弧过渡采用样板进行测量。

实施例6

轧辊的辊身长度为650～1200mm，辊身直径为∮250～950mm。本实施例以制造轧制棒 材的700轧机的组合轧辊为例，结构示意图如图1所示。其辊身长度L2为1000mm，辊 身直径D2为750mm，工作硬度层厚度B为130mm。辊身直径D1为450mm，辊轴直径 D为320mm，圆角半径R为30mm，辊轴长度L为1664mm。

本发明提供了一种用环保方式制造的组合轧辊的制造方法，步骤如下：

一、轧辊工作层1的制造

选取60CrMnMo合金厚壁无缝管，其按重量百分比计成份为：C：0.58～0.65、Cr：0.9～1.20、Mn：0.75～1.0、Mo：0.26～0.35、S：≤0.01、P：≤0.02、Si：0.25～0.40、Ni： ≤0.30、Cu：≤0.25。60CrMnMo合金厚壁无缝钢管的制作由专业无缝管生产企业进行规 模化生产。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸(辊身长度L2为1000mm，辊身直径D2 为750mm，工作硬度层厚度B为130mm)得出要制备的轧辊工作层1的相关尺寸。需要 将直径为750mm、壁厚为150mm的60CrMnMo合金厚壁无缝管按长度 1000mm+5mm＝1005mm(加工余量为5mm)进行锯切下料，其结构示意图如图1所示。 对管料端部进行倒棱处理，以减少调质过程中应力集中造成的端部环裂。对其进行淬火处 理，淬火温度为850℃，均温时间为2h，保温时间为5h。水冷25min后，进行回火处理， 回火温度为550℃，均温时间为2h，保温时间为7h。对所得的轧辊工作层1用镗床进行 内壁加工，其内径加工尺寸按0～0.057mm范围进行控制，使表面光洁度达到6.3，得到轧 辊工作层1，其结构示意图如图2所示。

测量所得轧辊工作层1材料的布氏硬度，统计结果见表一。

表一

序号	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							布氏硬度/HBW	355	358	357	353	351	352

由表一可以观察出，经过调质处理，即依次进行淬火处理、水冷、回火处理后，所得到的轧辊工作层1的布氏硬度达到≥350HBW。由于合金厚壁无缝管经过了大压下量热加 工变形，晶粒度与铸造轧辊相比得到了显著改善，细化晶粒后状态的轧辊工作层，解决了 铸造轧辊存在的铸造组织晶界处出现龟裂和横裂的轧辊质量问题，增加了轧辊工作层表面的耐磨性，使轧辊的过钢量比铸造轧辊提高1倍以上，提高了轧辊的使用周期。

二、轧辊过渡层2的制造

选取20#钢碳素无缝管，其按重量百分比计成份为：C：0.17～0.23、Si：0.17～0.37、Mn： 0.35～0.65、Cr：≤0.25、Ni：≤0.30、Cu：≤0.25、P：≤0.03、S：≤0.035。碳素无缝钢管的制作由专业无缝管生产企业进行规模化生产。轧辊过渡层的下料长度比工作层多出2R。为保证轧辊过渡层的过盈尺寸余量加工要求，过渡层的外径尺寸比工作层内径大 2mm。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸(辊身长度L2为1000mm，辊身直径D1为 450mm，辊轴直径D为320mm，圆角半径R为30mm)得出要制备的轧辊过渡层2的相 关尺寸。因此，轧辊过渡层在下料时，需要将直径为452mm、壁厚为70mm的碳素无缝 管，按长度1000mm+2*30mm+2mm＝1062mm(加工余量为2mm)进行锯切下料。下料后 的辊坯过渡层2需要进行加工，为保证过盈配合牢固，其外径加工尺寸按0.11～0.15mm 精度尺寸控制，内径加工尺寸按0～0.057mm精度尺寸控制，表面光洁度达到6.3。考虑到 组装时工作层与过渡层定位的准确性，车削时，轧辊过渡层2的一端需加工出台阶，得到 轧辊过渡层2，如图4所示，其结构示意图如图3所示。

三、轧辊辊轴3的制造

选取42CrMo热轧(或锻造)合金棒材，其按重量百分比计成份为：C：0.40～0.45；Cr：0.9～1.20；Mn：0.60～0.90；Mo：0.20～0.30；P≤0.025；S：0.02～0.035；Si：0.15～0.40； Ni：≤0.25；Cu：≤0.25；Al：0.02～0.035；Sn：≤0.030；V：≤0.06；Ti：≤0.02。42CrMo热轧(或锻造)合金棒材的制作由专业生产企业进行规模化生产。轧辊辊轴的下料长度按 L+5mm进行锯切下料(见零件图1)，直径比过渡层内径大5mm，以满足过盈尺寸余量 加工要求。根据要制备的组合轧辊的相关尺寸(辊轴长度L为1664mm，直径D为320mm) 得出要制备的轧辊辊轴3的相关尺寸。因此，需要将直径为325mm的42CrMo热轧(或 锻造)合金棒材，按长度L+5mm＝1669mm(加工余量为5mm)进行锯切下料。对其进行 淬火处理，淬火温度为850℃，均温时间为2.5h，保温时间为4.5h。水冷30min后，进行 回火处理，回火温度为630℃，均温时间为3.5h，保温时间为7h。调质后的轧辊辊轴3 需要进行加工，为保证过盈配合牢固，其外径加工尺寸按0.11～0.15mm精度尺寸控制， 表面光洁度达到6.3。考虑到组装时轧辊辊轴与辊身端部定位的准确性，车削时，轧辊辊 轴的一端需加工出台阶。得到轧辊辊轴3，其结构示意图如图5所示。

测量所得轧辊辊轴3材料的抗拉强度Rm、屈服强度ReL和冲击功KV2(20℃)， 统计结果见表二。

表二

序号	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							Rm/Mpa	564	572	583	578	678	579
ReL/Mpa	761	759	793	772	813	760
							KV2(20℃)/J	98	89	94	103	107	86

由表二可以观察出，经过调质处理，即依次进行淬火处理、水冷、回火处理后，所得到的轧辊辊轴3的抗拉强度Rm达到≥750Mpa，屈服强度ReL达到≥500Mpa，冲击功 KV2(20℃)达到≥35J。由于42CrMo热轧(或锻造)调质棒材经过了大压下量加工变 形，晶粒度与铸造轧辊相比得到了显著改善，轧辊辊轴强度得到明显提高，因此，轧辊的 断辊问题得到了解决。

本发明所包含的轧辊工作层1、轧辊过渡层2和轧辊辊轴3分别选用了三种不同的材 料，减少了轧辊硬度层的硬度梯度，解决了轧辊在使用过程中会产生的断辊、龟裂、横列等质量问题，不仅给钢材的表面质量提供了保障，而且还解决了由于断辊问题造成的 生产事故，提高了轧机的生产效率。直接采用了现有的管状材料和棒材作为原材料，通 过对现有的原材料进行调质使其硬度、强度达到轧辊的标准要求。减少了原有轧辊制造 过程中冶炼、铸造的工序，解决了轧辊制造过程中冶炼、铸造工序对环境的污染问题， 同时也缩短了热处理所需的时间和轧辊的制造工期，减少了加工车削量，降低了制造成 本。

四、组装

A、轧辊辊轴与过渡层组装；采用冷热装配的方式，将轧辊过渡层2进行加热后，利用热膨胀尺寸与室温状态下的轧辊辊轴3进行过盈配合组装。

B、轧辊工作层与过渡层组装：采用冷热装配的方式，将轧辊工作层1进行加热，利用热膨胀尺寸与室温状态下的轧辊过渡层2与轧辊辊轴3的组装体进行过盈配合组装，最终形成初始状态的组合轧辊。

C、轧辊加工：由轧辊工作层1、轧辊过渡层2、轧辊辊轴3三部分组装而成的初始 状态组合轧辊，需要按轧辊成品尺寸要求进行精加工，最终形成成品组合轧辊。

D、测量仪器

组合轧辊的装配、精加工需要用测量仪器进行测量。装配时，对轧辊工作层1、轧辊过渡层2的内、外径和轧辊辊轴3的外径采用内、外径千分尺进行测量，长度采用钢直尺 进行测量；精车时，对轧辊辊身、辊径的外径采用外径千分尺进行测量，长度采用钢直尺 进行测量，圆弧过渡采用样板进行测量。