專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鈦焊管及不銹鋼焊管成型軋輥及其表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鈦焊管及不銹鋼焊管生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鈦焊管及不銹鋼焊 管成型軋輥及其加工處理方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)精密模具制造水平與先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家相比存在較大的差距，主要表現(xiàn)在精 度、型腔表面粗糙度、使用壽命等方面。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的模具中屬大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命等國(guó) 家急需類(lèi)型的精密模具其比例只有30%左右，國(guó)外則在60%以上，因此開(kāi)發(fā)和研究具有自 主產(chǎn)權(quán)的高品質(zhì)精密成型模具已成為提高國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)水平的一個(gè)關(guān)鍵。目前，現(xiàn)有技術(shù)的不銹鋼焊管成型生產(chǎn)主要存在以下技術(shù)問(wèn)題1、壁薄，焊縫易跑 偏；2、剛性大，容易磨損軋輥，軋輥使用壽命不長(zhǎng)；3、對(duì)焊接機(jī)組和模具的要求高，需要有 很高的加工精度。鈦焊管的成型是在不銹鋼焊管的成型基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)。其基本原理相似，但與不 銹鋼焊管相比，鈦焊管的成型要求更高，原因在于其金屬比強(qiáng)度高、彈性大、難以成型，容易 使成型部位形成積瘤。而軋輥在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于軸向表面各點(diǎn)線(xiàn)速度不一樣，這樣軋輥就 會(huì)和成型的管形成速度差，軋輥上的積瘤就會(huì)把鈦管劃傷。因此，為使模具不過(guò)早失效，必 須使模具成型面具有高硬度、高光潔度、耐磨等性能。此外，對(duì)成型模具進(jìn)行表面強(qiáng)化處理 至關(guān)重要。目前模具的表面處理主要有滲氮、滲硼、滲鉻等工藝，甚至出現(xiàn)少量的氣相沉積 CTiN, TiC以及等離子噴涂工藝等。也有一些廠(chǎng)家使用高性能銅合金，雖然其性能高，但其 價(jià)格也很高。而且，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步以及應(yīng)用的復(fù)雜化，在一些精密部件的制造上對(duì)模 具性能提出了更高的要求。目前現(xiàn)有傳統(tǒng)的表面處理技術(shù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足日益發(fā)展的使用需 求。如何提高表面處理工藝以獲得理想的表面性能而且綜合性?xún)r(jià)比高，從而滿(mǎn)足生產(chǎn)的要 求已經(jīng)成為模具研發(fā)制造的關(guān)鍵所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有高耐磨性、高硬度、使用壽 命長(zhǎng)的成型軋輥，且成本較低，以滿(mǎn)足高性能鈦焊管及不銹鋼焊管的生產(chǎn)需求。本發(fā)明的另 一目的在于提供上述成型軋輥的表面處理方法。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提供的一種鈦焊管及不銹鋼焊管成型軋輥，其基材為硬度> 40HRC的合金 工具鋼材料；所述軋輥成型部或積瘤部的表面具有滲氮層與鍍膜形成的復(fù)合涂層。本發(fā)明 采用合金工具鋼作為軋輥基材，例如合金工具鋼H13即4Cr5MoSiVl合金，軋輥基體耐磨性、 耐熱性好，韌性較低，能夠很好地滿(mǎn)足高性能鈦焊管及不銹鋼焊管的剛性需求，同時(shí)適合于 進(jìn)行鍍層處理。本發(fā)明軋輥成型部或積瘤部表面的復(fù)合涂層，在提高表面硬度和耐磨性的 同時(shí)，使得軋輥表面與鈦材及不銹鋼材不親和，從而解決了焊管表面劃傷的難題。為使軋輥成型部或積瘤部具備超硬表面狀態(tài)，本發(fā)明所述鍍膜為類(lèi)金剛石薄膜，
3以進(jìn)一步提高軋輥表面硬度、降低摩擦系數(shù)，從而有效提高使用壽命。本發(fā)明的另一目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提供的上述鈦焊管及不銹鋼焊管成型軋輥的表面處理方法，使用合金工具 鋼材料制備軋輥基體，首先對(duì)軋輥基體的成型部或積瘤部采用離子氮處理形成滲氮層，然 后采用鍍膜工藝形成功能涂層。為有效提高軋輥的精確度，本發(fā)明所述軋輥采用光學(xué)磨床進(jìn)行加工成型，并使用 三維坐標(biāo)測(cè)量?jī)x進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明具有以下有益效果(1)使用耐磨、且適合鍍層的合金工具鋼材料，如合金工具鋼H13即4Cr5MoSiVl合 金，使得軋輥基體具有很高的硬度，其淬火硬度可以達(dá)到55HRC左右，而且很容易進(jìn)行表面 滲透和鍍層處理。(2)軋輥基體的成型部或積瘤部采用離子氮化與鍍類(lèi)金剛石膜相結(jié)合進(jìn)行表面涂 層處理，使軋輥達(dá)到超硬和超光潔的表面狀態(tài)，表面硬度> 23GPa,摩擦系數(shù)小于0. 20，軋 輥表面與鈦材及不銹鋼材不親和，解決了焊管表面劃傷的難題，而且減少了成型軋輥表面 積瘤的產(chǎn)生，使用壽命可提高2 3倍，降低了生產(chǎn)成本，改善了產(chǎn)品質(zhì)量，可滿(mǎn)足高效連續(xù) 生產(chǎn)的技術(shù)要求。


下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述圖1是本發(fā)明實(shí)施例軋輥之一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例軋輥之二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中軋輥基材1，成型部2，積瘤部具體實(shí)施例方式圖1和圖2所示為本發(fā)明鈦焊管及不銹鋼焊管成型軋輥，包括精密成型軋輥對(duì)、 定徑軋輥對(duì)。其基材1使用耐磨、且適合鍍層的合金工具鋼材料，例如合金工具鋼H13，即 4Cr5MoSiVl合金。在軋輥成型部2或積瘤部3采用離子氮化與鍍類(lèi)金剛石膜工藝相結(jié)合進(jìn) 行表面涂層處理，從而形成滲氮層與類(lèi)金剛石薄膜復(fù)合涂層。成型軋輥達(dá)到超硬和超光潔 的表面狀態(tài)，模具表面硬度> 23GPa，摩擦系數(shù)小于0. 20，軋輥表面與鈦材及不銹鋼材不親 和，解決了焊管表面劃傷的難題，同時(shí)使用壽命提高了 2 3倍。軋輥采用光學(xué)磨床進(jìn)行加 工成型，并使用三維坐標(biāo)測(cè)量?jī)x進(jìn)行檢測(cè)，大大提高了軋輥的精確度，可以達(dá)到幾個(gè)微米或 以下，從而極大地滿(mǎn)足了鈦焊管及不銹鋼焊管成型要求的精確度。
權(quán)利要求
一種鈦焊管及不銹鋼焊管成型軋輥，其特征在于所述軋輥基材(1)為硬度≥40HRC的合金工具鋼材料；所述軋輥成型部(2)或積瘤部(3)的表面具有滲氮層與鍍膜形成的復(fù)合涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦焊管及不銹鋼焊管成型軋輥，其特征在于所述軋輥基材 (1)為4Cr5MoSiVl合金工具鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦焊管及不銹鋼焊管成型軋輥，其特征在于所述鍍膜為類(lèi) 金剛石薄膜。
4.權(quán)利要求1-3之一所述鈦焊管及不銹鋼焊管成型軋輥的表面處理方法，其特征在 于使用合金工具鋼材料制備軋輥基體，首先對(duì)軋輥基體的成型部(2)或積瘤部(3)采用離 子氮化處理形成滲氮層，然后采用鍍膜工藝形成功能涂層。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鈦焊管及不銹鋼焊管成型軋輥，其基材為硬度≥40HRC的合金工具鋼材料；所述軋輥成型部或積瘤部的表面具有滲氮層與鍍膜形成的復(fù)合涂層。本發(fā)明還公開(kāi)了上述成型軋輥的表面處理方法。本發(fā)明提高了軋輥的表面硬度和耐磨性，同時(shí)使得軋輥表面與鈦材及不銹鋼材不親和，從而解決了焊管表面劃傷的難題，有效提高了使用壽命，降低了生產(chǎn)成本，改善了產(chǎn)品質(zhì)量，可滿(mǎn)足高效連續(xù)生產(chǎn)的技術(shù)要求。
文檔編號(hào)B21B27/02GK101972777SQ201010517509
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者李志雄 申請(qǐng)人:李志雄