本發(fā)明涉及用于雙輥薄板鑄造過程中的鑄軋輥的表面處理方法及由該方法生產(chǎn)的鑄軋輥。

背景技術(shù)：

通常，鑄造工藝是將熔融金屬凝固以生產(chǎn)具有均勻厚度的板坯的過程。近來，已經(jīng)開發(fā)并使用了薄板鑄造技術(shù)，其中通過使用兩個(gè)鑄軋輥將熔融金屬直接凝固成具有接近最終產(chǎn)品厚度的薄板。

如圖1和圖2所示，雙輥薄板連鑄機(jī)1通過沿相反方向旋轉(zhuǎn)的一對(duì)鑄軋輥10之間的噴嘴20提供鋼水M，鋼水M沿著鑄軋輥10被冷卻以形成鑄件Y，隨后在輥隙中進(jìn)行壓下軋制以形成薄板S。

邊緣擋板25設(shè)置在一對(duì)鑄軋輥10的兩端，以防止鋼水M朝鑄軋輥10的兩端流出。

通常，在鑄軋輥10中，形成有冷卻劑在其中循環(huán)的冷卻通道以冷卻鋼水M，并且所述冷卻通道由諸如銅等具有優(yōu)良的傳熱特性的材料形成。

此外，在鑄軋輥10的表面上形成使用諸如鎳等材料形成以提高耐磨性的涂層。在所述涂層中，使用諸如噴丸的方法形成無取向粗糙度，以順利地排出鑄造過程中產(chǎn)生的氣泡等，并通過防止裂紋缺陷等來提高凝固特性。

如圖3至圖5所示，穿過鑄軋輥10的鑄件Y通過溫度為1100℃-1200℃的軋輥30進(jìn)行熱軋，以20％-40％的壓下率進(jìn)行壓下軋制生產(chǎn)薄板S。

在鑄軋輥10中，由于在生產(chǎn)薄板S的過程中進(jìn)行軋制，其表面粗糙度良好，并且由于發(fā)生再結(jié)晶，其物理性能良好。

例如，鑄軋輥10包括鑄軋輥主體12，以及形成于鑄軋輥主體12的表面上具有粗糙度為10μm-20μm的凹凸圖案14的表面處理部。通過鑄軋輥10的表面處理部，具有與其對(duì)應(yīng)的例如粗糙度為10μm-20μm的表面粗糙度的凹凸圖案14'形成于鑄件Y上。由于在通過軋輥30的同時(shí)對(duì)凹凸圖案14'進(jìn)行壓下軋制，在鑄件Y上形成的凹凸圖案14'的粗糙度降低至約1μm的水平。

然而，在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的鑄件Y中，凹凸圖案14'的凸部可以30°或更大的角度(α)和與其相鄰的凹部連接。因此，在鑄件Y通過軋輥30被軋制形成薄板S的過程中，諸如氧化皮等的異物可能存在于凹凸圖案14'的凸部之間，因此，可能在其中包含異物的狀態(tài)下生產(chǎn)薄板S。

如圖6A-圖6D所示，如上所述，由在薄板S的表面上形成的異物P造成的缺陷被稱為鉤狀缺陷H。鉤狀缺陷H可能保留在隨后的退火酸洗-冷軋過程中，并且可能在經(jīng)過最終冷軋工序之后作為表面缺陷保留下來。因此，這種鉤狀缺陷H可導(dǎo)致產(chǎn)品的價(jià)值降低。

在相關(guān)技術(shù)的鑄軋輥10中，根據(jù)決定表面處理部的表面粗糙度的凹凸圖案14的變化、尺寸、形狀等，異物很容易插入到表面處理部中。因此，需要開發(fā)用于改善表面形狀的技術(shù)以便不讓異物插入到鑄軋輥10的表面處理部中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本公開的一個(gè)方面提供能夠通過改善決定鑄軋輥表面粗糙度的表面形狀防止表面缺陷的表面處理方法，以及通過該方法生產(chǎn)的鑄軋輥。

技術(shù)方案

根據(jù)本公開的一個(gè)方面，表面處理方法可包括：在鑄軋輥的表面上形成凹凸圖案的凹凸圖案成形操作；以及通過電解拋光的電解拋光操作，以將在凹凸圖案成形操作中形成的凹凸圖案的多個(gè)凸部和多個(gè)凹部處理成圓形。

在凹凸圖案成形操作中，可以使用噴丸處理方法對(duì)鑄軋輥的表面進(jìn)行表面處理。

在凹凸圖案成形操作的噴丸處理方法中，當(dāng)對(duì)鑄軋輥進(jìn)行表面處理時(shí)，可以投射(project)直徑至少為2.8mm的噴丸球。

根據(jù)本公開的另一方面，鑄軋輥包括：鑄軋輥主體；以及表面處理部，其在所述鑄軋輥主體的表面上形成，并成形為使得通過上述表面處理方法將凹凸圖案的多個(gè)凸部和多個(gè)凹部處理成圓形。

凹凸圖案的凸部可以以小于30°的角度平滑地和與其相鄰的凹凸圖案的凹部連接。

鑄軋輥可以進(jìn)一步包括在鑄軋輥主體的表面上形成的涂層。

有益效果

根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方案，可以改善決定表面處理部的表面粗糙度的凸部的形狀，以防止異物插入的現(xiàn)象。因此，可以減少在冷軋產(chǎn)品等的表面上出現(xiàn)的鉤狀缺陷H，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

附圖說明

圖1是說明雙輥薄板連鑄機(jī)的示意圖。

圖2是說明相關(guān)技術(shù)的鑄軋輥的透視圖。

圖3是說明通過相關(guān)技術(shù)的鑄軋輥將鑄造的鑄件壓制成薄板的過程的截面圖。

圖4是沿圖3的I-I'線截取的截面圖。

圖5是沿圖3的II-II'線截取的截面圖。

圖6A是說明在薄板的表面上形成的鉤狀缺陷的圖，圖6B是說明鉤狀缺陷的橫截面的圖，圖6C是說明出現(xiàn)鉤狀缺陷的薄板表面的凹凸圖案的圖，圖6D是說明鑄軋輥的凹凸圖案的高度/寬度的曲線圖。

圖7是說明示例性實(shí)施方案的鑄軋輥的透視圖。

圖8是說明示例性實(shí)施方案的鑄軋輥的生產(chǎn)方法的截面圖。

圖9是說明由示例性實(shí)施方案的鑄軋輥將鑄造的鑄件壓制為薄板的過程的截面圖。

圖10是沿圖9的III-III'線截取的截面圖。

圖11是沿圖9的IV-IV'線截取的截面圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本公開的示例性實(shí)施方案。本公開的示例性實(shí)施方案可以修改為多種其他形式，并且本公開的范圍不限于下文描述的示例性實(shí)施方案。為了描述的清楚起見，可以放大附圖中元件的形狀、尺寸等，并且在附圖中由相同的附圖標(biāo)記表示的元件是相同的。

圖7是說明示例性實(shí)施方案的鑄軋輥的透視圖，圖8是說明示例性實(shí)施方案的鑄軋輥的生產(chǎn)方法的截面圖，圖9是說明由示例性實(shí)施方案的鑄軋輥將鑄造的鑄件壓制為薄板的過程的截面圖。另外，圖10是沿圖9的III-III'線截取的截面圖，圖11是沿圖9的IV-IV'線截取的截面圖。

參照?qǐng)D7至圖11，示例性實(shí)施方案的表面處理方法包括凹凸圖案成形操作和電解拋光操作。

在示例性實(shí)施方案中，在凹凸圖案成形操作中，可以在鑄軋輥110的表面上形成凹凸圖案114。

詳細(xì)地，在凹凸圖案成形操作中，使用噴丸處理方法對(duì)構(gòu)成鑄軋輥110的鑄軋輥主體112的表面進(jìn)行表面處理，從而通過噴丸處理方法形成凹凸圖案114。

噴丸處理方法是通過將噴丸球(shot ball)B投射到鑄軋輥110的鑄軋輥主體112的表面來處理表面。這里，所述噴丸球B可以是用于相關(guān)技術(shù)的噴丸處理方法中的噴丸球。優(yōu)選地，在高壓下投射直徑至少為2.8mm的噴丸球B以形成對(duì)應(yīng)于球形的凹形形式的凹凸圖案114的凹部。在這種情況下，被噴丸球B按壓的凹凸圖案114的凹部的中心部分可以形成凹面，而連接到與其相鄰的凹凸圖案114的另一個(gè)凹部的部分，即預(yù)處理凸部114a，可以以尖銳的突起與其連接。

例如，凹凸圖案114的凸部可以30°或更大的角度β和與其相鄰的凹凸圖案114的凹部連接。

當(dāng)在凹凸圖案成形操作中形成凹凸圖案114時(shí)，可以進(jìn)行電解拋光操作。

在電解拋光操作中，將在凹凸圖案114成形操作中形成的凹凸圖案114的多個(gè)凸部和凹部處理成圓形。

詳細(xì)地，在電解拋光操作中，其中將鑄軋輥110浸入電解拋光溶液中以在電化學(xué)溶解的時(shí)候進(jìn)行拋光，可同時(shí)對(duì)0.01μm-0.1μm的精細(xì)凹凸部進(jìn)行平滑化以及去除數(shù)十微米的相對(duì)大的凹凸部，并且可以同時(shí)進(jìn)行拋光。

在電解拋光操作中使用的電解質(zhì)大多是酸溶液。此外，還使用乙酸酐、堿和磷酸，并向其中加入具有強(qiáng)氧化力的高氯酸和鉻酸。

在電解拋光操作中，突起部分即預(yù)處理凸部114a相對(duì)快速地溶解，從而在鑄軋輥110表面處理之后使凹凸圖案114的凸部平滑地形成。

當(dāng)電解拋光操作進(jìn)行總共4小時(shí)，同時(shí)以7V-8V的電壓提供電流時(shí)，快速進(jìn)行凹凸圖案114的尖銳突起部分即預(yù)處理凸部114a的拋光。因此，凹凸圖案114的凸部可以以小于30°的角度和與其相鄰的凹凸圖案114的凹部連接，以使整個(gè)凹凸圖案114平滑地形成。

在這種情況下，電解拋光操作中的電解拋光條件描述在表1中。

表1電解拋光操作中的電解拋光條件

在上述表面處理方法中生產(chǎn)的鑄軋輥110可以包括表面處理部，其在鑄軋輥主體112的表面上的凹凸圖案114的多個(gè)凸部和多個(gè)凹部進(jìn)行電解拋光的同時(shí)通過整體處理成圓形而形成。

如上所述，在示例性實(shí)施方案中，當(dāng)鑄軋輥110通過電解拋光操作進(jìn)行表面處理時(shí)，凹凸圖案114的凸部和凹部彼此平滑地連接，因此，通過鑄軋輥110待生產(chǎn)的鑄件Y的表面可以具有平滑的凹凸圖案114'的凸部和凹部，其對(duì)應(yīng)于鑄軋輥110的表面處理部。因此，可防止諸如氧化皮等的異物插入到與其相鄰的凸部中。

即使當(dāng)異物的一部分附著到鑄件Y的表面時(shí)，在通過軋輥130進(jìn)行壓制的過程中，可以通過軋制油L等容易地除去該異物的一部分。因此，防止了在軋制為薄板S的過程中插入異物。軋制油L使鑄件Y和軋輥130之間的摩擦力減小，從而減少異物的插入。

優(yōu)選地，在鑄軋輥110上形成的凹凸圖案114的凸部在其凸部和與其相鄰的凹部連接時(shí)可以以小于30°的平滑角連接。另外，在由上述鑄軋輥110鑄造的鑄件Y上形成的凹凸圖案114'的凸部在其凸部和與其相鄰的凹部連接時(shí)可以以小于30°的平滑角連接。

在示例性實(shí)施方案中，可以在鑄軋輥110上形成使用諸如鎳等材料形成的涂層以提高鑄軋輥主體112表面的耐磨性。此外，可以直接在鑄軋輥主體112上或者在涂層上形成表面處理部。

<實(shí)施例>

在如上所述構(gòu)造的鑄軋輥110中，將表面處理部上的凹凸圖案114的凸部加工成圓形。另外，測量其中使用實(shí)施例的鑄軋輥110生產(chǎn)的鑄件Y的凹凸圖案114'的凸部和與其相鄰的凹部連接的角度，并且測量其后通過軋制鑄件Y生產(chǎn)的成品形式的薄板S的缺陷。

參考表2，測量了在由鑄軋輥110鑄造的鑄件Y的表面上形成的凹凸圖案114的凸部和凹部之間的角度。

當(dāng)使用相關(guān)技術(shù)的鑄軋輥110時(shí)，其中在鑄件Y上形成的凹凸圖案的凸部和凹部之間的角度為25°或以上的數(shù)量為每100mm²的區(qū)域30個(gè)，其中在鑄件Y上形成的其凸部和凹部之間的角度為30°或以上的數(shù)量為每100mm²的區(qū)域10個(gè)。

鉤狀缺陷H可能出現(xiàn)在其中鑄件Y經(jīng)軋制的最終產(chǎn)品形式的薄板S中。在這種情況下，測量的代表1m²區(qū)域中形成的鉤狀缺陷H數(shù)量的鉤狀缺陷指數(shù)為10。

當(dāng)使用示例性實(shí)施方案的鑄軋輥110時(shí)，其中在鑄件Y上形成的凹凸圖案的凸部和凹部之間的角度為25°或以上的數(shù)量為每100mm²的區(qū)域20個(gè)，而其中在鑄件Y上形成的凸部和凹部之間的角度為30°或以上的數(shù)量是0。

在示例性實(shí)施方案中，鉤狀缺陷H不會(huì)出現(xiàn)在其中鑄件Y經(jīng)軋制的最終產(chǎn)品形式的薄板S中。

表2

如上所述，在鑄件Y的表面上具有30°或更大角度的凹凸圖案114的凸部和凹部在軋制過程中形成鉤狀缺陷H。在示例性實(shí)施方案中，凹凸圖案114的凸部在鑄軋輥110的表面上形成，通過電解拋光將其加工成圓形，以允許粗糙度為小于30°的角度，從而防止在軋制過程中產(chǎn)生鉤狀缺陷H。

雖然以上示出和描述了示例性實(shí)施方案，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不脫離由所附權(quán)利要求所限定的本公開的范圍的情況下，可以進(jìn)行修改和變化。