背景技術(shù)
據(jù)統(tǒng)計(jì)，傳統(tǒng)的有色金屬熱軋軋輥有的在連續(xù)軋制600噸左右的金屬桿料后便失效；軋輥的使用壽命較短嚴(yán)重制約了連軋?jiān)O(shè)備的生產(chǎn)效率，且使產(chǎn)品的生產(chǎn)成本居高不下。
為了解決有色金屬熱軋軋輥使用壽命較短的問題，現(xiàn)有技術(shù)措施為：1、更換材料，通過使用不同的熱作模具鋼制造軋輥；2、提高軋輥孔型溝槽表面硬度，傳統(tǒng)的有色金屬的熱軋軋輥的熱處理工藝一般為調(diào)質(zhì)處理工藝；近二十年來，該技術(shù)領(lǐng)域的改進(jìn)方向主要放在了如何提高軋輥孔型溝槽表面硬度技術(shù)措施上。例如，鍍硬鉻、碳氮共滲、QPQ處理等；但上述技術(shù)方法對提高有色金屬的熱軋軋輥的使用壽命沒有顯著效果。原因在于人們對于有色金屬的熱軋軋輥的失效機(jī)理認(rèn)識不足。中國專利200410051107.5公開了一種合金軋輥的表面處理方法和制造方法，使軋輥表面形成厚度15μm-35μm的氮化與氧化組織層，該技術(shù)被包含在了上述的技術(shù)概述當(dāng)中，且該技術(shù)對軋輥使用壽命的提高效果并不明顯。
經(jīng)研究，有色金屬熱連軋成型（熱擠壓加工與冷加工亦然）過程中，由于軋輥是鋼鐵材料，與有色金屬材料的電極電位不同，所以軋輥、有色金屬軋材和軋制潤滑液（水性乳液）組成的加工體系也就成了一個(gè)化學(xué)原電池體系。當(dāng)軋材為銅合金材料時(shí)，軋輥是“犧牲陽極”;軋輥經(jīng)受著軋制應(yīng)力條件下的電化學(xué)腐蝕與腐蝕條件下的應(yīng)力（熱應(yīng)力與軋制應(yīng)力）疲勞作用。故傳統(tǒng)的軋輥在較短的工作時(shí)間里其孔型溝槽表面就出現(xiàn)了疲勞破壞特征的“龜裂花紋”而報(bào)廢。
當(dāng)軋材為鋁合金、鎂合金時(shí)，軋材是“犧牲陽極”，軋材與乳化液的反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，軋輥經(jīng)受著軋制應(yīng)力條件下的氫腐蝕，軋輥孔型溝槽表面層的晶界因氫原子的滲入而弱化。軋輥經(jīng)受著軋制應(yīng)力條件下的氫腐蝕與氫腐蝕條件下的應(yīng)力（熱應(yīng)力與軋制應(yīng)力）疲勞作用。故傳統(tǒng)的軋輥在較短的工作時(shí)間里其孔型溝槽表面就出現(xiàn)了疲勞破壞特征的“龜裂花紋”而報(bào)廢。
針對有色金屬的熱軋軋輥的失效機(jī)理，使用本發(fā)明的有色金屬熱加工軋輥的多元復(fù)合陶瓷膜表面強(qiáng)化處理方法，可實(shí)現(xiàn)熱軋條件下的軋輥孔型溝槽表面層材料晶界強(qiáng)化與穩(wěn)定；消除原電池形成途徑；提高軋輥孔型表面耐腐蝕性能與抗磨損性能；提高軋輥的表層抗疲勞性能，可以顯著提高軋輥的使用壽命并降低生產(chǎn)成本，軋輥使用壽命可提高1至5倍。
具體內(nèi)容
解決的技術(shù)問題是提供一種可提高軋輥使用壽命的有色金屬熱加工軋輥的多元復(fù)合陶瓷膜表面強(qiáng)化處理方法。
解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：有色金屬熱加工軋輥的多元復(fù)合陶
陶瓷膜表面強(qiáng)化處理方法，包括以下工藝方法步驟：
A、對所述軋輥進(jìn)行液相鋁鎂錳硅擴(kuò)散共滲處理及滲后拋光處理，經(jīng)拋光處理后的滲層厚度控制在10μm-25μm，所述共滲處理的溫度條件為500-600°C，處理時(shí)間為100-125S，其中所述液相鋁鎂錳硅按重量百分比由60-70%Al,20-30%Mg，0.5-1.5%Mn,8.5-9.5%Si組成；
B、對步驟A得到的軋輥進(jìn)行滲氮處理，使軋輥的表面形成厚度為15μm-30μm的氮氧鐵錳鋁鎂硅多元復(fù)合陶瓷組織層，所述滲氮處理的溫度條件為500-600°C，處理時(shí)間為120-300min；
C、將步驟B得到的軋輥進(jìn)行拋光處理，去除表面的疏松層；
D、將步驟C得到的軋輥進(jìn)行氧化處理，所述氧化處理的溫度條件為350-500°C，處理時(shí)間為10-30min，使軋輥的表面形成厚度為20μm-35μm氮氧鐵錳鋁鎂硅多元復(fù)合陶瓷組織層，其中氮氧鐵錳鋁鎂硅多元復(fù)合陶瓷組織層由正方和六方晶系陶瓷相復(fù)合而成。
進(jìn)一步的是：步驟A中在對所述軋輥進(jìn)行共滲處理前，先對上述軋輥進(jìn)行預(yù)備熱處理工藝，所述預(yù)備熱處理工藝為調(diào)質(zhì)處理。
有益效果是：實(shí)現(xiàn)熱軋條件下的軋輥孔型溝槽表面層材料晶界強(qiáng)化與穩(wěn)定；消除原電池形成途徑；提高軋輥孔型表面耐腐蝕性能與抗磨損性能；提高軋輥的表層抗疲勞性能；可以顯著提高軋輥的使用壽命并降低生產(chǎn)成本，軋輥使用壽命可提高1至5倍。