鋰離子電池極片軋機的ZW931軋輥及其制備方法

權利要求書： 1.一種鋰離子電池極片軋機的ZW931軋輥的制備方法，其特征在于，所述鋰離子電池極片軋機的ZW931軋輥化學成分按質量百分比含量計為：C：0.85 0.95wt%，Si：0.25 0.45wt%，~ ~Mn：0.20 0.40wt%，Cr：2.80 3.20wt%，Mo：0.20 0.40wt%，：0.05 0.15wt%，P≤0.010wt%，S~ ~ ~ ~≤0.010wt%，Ni≤0.25wt%，Cu≤0.10wt%，余量為Fe和不可避免的雜質；

所述制備方法包括如下步驟：

（1）電爐冶煉，按照ZW931軋輥坯料的組分含量進行生鐵和合金料的配料，其中生鐵含量為10 20wt%，配料之后電爐送電升溫，對爐料進行熔煉，熔煉氧化溫度為1550 1690℃，熔~ ~煉時間為35 55min，熔煉結束后出鋼，出鋼溫度為1630 1650℃，出鋼過程中加鋁硅鐵脫氧~ ~劑進行脫氧，并進行完全的擋渣操作；

（2）LF爐精煉，將步驟（1）得到的鋼液入LF爐，接通氬氣后送電升溫，采用脫氧劑進行擴散脫氧，精煉溫度為1560 1650℃，LF爐的加熱保溫時間為10 20min，渣白后取樣分析，白~ ~渣的保持時間為30 50min，溫度為1610 1620℃進行取樣分析，取樣分析完畢后進行成分微~ ~調，使得成分含量滿足ZW931軋輥的成分含量，成分微調后即可出鋼，LF爐的出鋼溫度為

1630 1650℃；

~

（3）D精煉，將步驟（2）精煉之后的鋼液在D爐內進行真空精煉，設置D爐的極限真空度<67Pa，保持該極限真空度20 35min，破真空后取樣分析，成分合格后軟吹入氬氣，軟吹氬~氣的時間為20 40min，D精煉溫度為1510 1530℃；

~ ~

（4）澆鑄電極坯，先預熱電極坯的錠模，預熱溫度為90 120℃，然后向錠模內充入氬氣，~每個錠模充氬氣的時間為5 8min，然后撤出氬氣管，用蓋子將錠模蓋好后將步驟（3）得到的~3

鋼液向錠模內進行澆鑄，澆鑄全過程采用氬氣保護澆鑄，保護澆鑄的氬氣流量為16 26m /~h，澆鑄時間為13 17min，電極坯錠重為10 20t，3 5h后脫模；

~ ~ ~

（5）退火，將步驟（4）澆鑄之后的電極坯置入到退火爐內進行退火，退火溫度為800 860~℃，保溫時間為1.5 2.0min/mm，然后爐冷至300 350℃后出爐；

~ ~

（6）電渣重熔，將步驟（5）得到的退火后的電極坯表面清理磨光，采用氟化鈣、氧化鋁、氧化鈣和氧化鎂四元渣系進行電渣重熔冶煉，電渣重熔冶煉的起點熔速值為13 14kg/min，~終點熔速值為1.0 3.0kg/min，重熔得到電渣錠，然后爐冷150 200min，然后在48 125h內送~ ~ ~鍛造工序；所述氟化鈣、氧化鋁、氧化鈣和氧化鎂四元渣系中各組分的重量份比例為：CaF2：Al2O3：CaO：MgO為（37~40）：（27~30）：（27~30）：（2~5）；

（7）鍛造，將步驟（6）電渣重熔后的電渣錠分段式加熱至1210 1230℃，然后保溫14 20h~ ~進行擴散均質化，保溫結束后降溫至1200 1220℃并保溫1.5 2h，然后出爐進行墩粗，墩粗~ ~比為1.5 2.5，隨后進行拔長滾圓，在拔長滾圓過程中預留30 50mm輥身直徑的余量，然后進~ ~行50 100mm深度的刻印，將兩端小臺進行鍛打并修整輥身及輥頸的偏心，隨后將輥身鍛打~至直徑為500 1100mm的尺寸；

~

（8）鍛后快冷，將步驟（7）得到的軋輥工件吊運至風冷場地進行強制風冷，冷卻速度為

100 150℃/h，強制風冷至輥身溫度為500 600℃后結束；

~ ~

（9）正火處理，將步驟（8）得到的軋輥工件置入到加熱爐中并在350 370℃的溫度下待~料，然后分分段加熱至910 950℃，保溫10 22h后出爐，出爐后整爐吊下臺車進行強制風冷，~ ~輥與輥的間距為0.2 0.4m，強制風冷至輥身溫度為330 370℃后結束，得到正火處理后的軋~ ~輥工件；

（10）球化退火，將步驟（9）得到的軋輥工件置入到退火爐中，然后分段加熱至820 840~℃，在該溫度下保溫10 22h后，降溫至720 740℃，保溫20 45h，然后再降溫至670 690℃，保~ ~ ~ ~溫20 45h，然后爐冷到200 260℃后出爐；

~ ~

（11）粗車，將步驟（10）球化退火后得到的軋輥工件進行粗車，得到粗車軋輥；

（12）整體調質，將步驟（11）得到的粗車軋輥置入到淬火爐中，分段加熱至890 920℃，~保溫10 22h后，出爐進行水淬，水淬時間為0.15 0.25min/mm，出水后將粗車軋輥置入到回~ ~火爐內加熱至580 620℃，回火保溫15 25h，然后爐冷至200 350℃后出爐；

~ ~ ~

（13）二次加工，將步驟（12）得到的粗車軋輥進行二次粗加工，且對輥身進行粗磨，得到粗磨軋輥；

（14）雙頻感應加熱表面淬火，將步驟（13）得到的粗磨軋輥在加熱爐內進行300 350℃~的預熱，然后保溫1.2 1.8min/mm的時間，使用雙頻感應淬火機床進行表面淬火，續冷時間~為0.15 0.3min/mm；所述使用雙頻感應淬火機床進行表面淬火，具體為使用50HZ&250HZ的~雙頻感應淬火機床進行表面淬火，其中50HZ感應加熱溫度為890 900℃，功率為500KW~ ~

970KW，250HZ感應加熱溫度為900 910℃，功率為300KW 550KW，粗磨軋輥的工件下降速為度~ ~

0.5 0.7mm/s，旋轉速度為15 30r/min，淬火介質為水，淬火水壓為0.2 0.6MPa，粗磨軋輥與~ ~ ~感應器之間的單邊間隙為10 30mm；

~

（15）深冷處理，將步驟（14）得到的粗磨軋輥在零下70至零下80℃的溫度條件下保溫4~

6h后，放置空氣中化霜并回溫至室溫；

（16）低溫回火，將步驟（15）得到的粗磨軋輥置入到加熱爐內并在110 150℃的溫度條~件進行保溫，回火保溫時間為100 150h，然后爐冷至10 50℃后出爐；

~ ~

（17）硬度檢測，將步驟（16）得到的粗磨軋輥進行硬度檢測；

（18）精加工，將步驟（17）得到的粗磨軋輥進行精車精磨加工得到精加工軋輥；

（19）探傷并檢驗包裝入庫，將步驟（18）得到的精加工軋輥進行探傷，然后進行直線度、同心度、透光度的檢測，最后包裝得到鋰離子電池極片軋機的ZW931軋輥。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中的所述鋁硅鐵脫氧劑的添加量為2 2.5kg/噸鋼；步驟（2）中的所述脫氧劑為SiC粉和鋁粒；步驟（7）中的拔長滾圓為利~用上平砧下型砧進行拔長滾圓；步驟（7）中的所述刻印利用三角砧進行刻印，以減少輥身及輥頸過渡處藏料；步驟（6）得到的所述電渣錠的直徑為1060 1120mm，重量為10 19t；步驟~ ~（6）中通過14 10kg/min的熔化速度進行自動化控制冶煉；步驟（17）中的硬度檢測具體為：~

按照輥身間隔90°磨光4條母線進行硬度檢測。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（7）中分段式加熱至1210 1230℃為分三段加熱保溫，具體為：加熱至500℃后保溫~

0.5min/mm，然后再加熱至850℃后保溫0.5min/mm，然后再加熱至1100℃后保溫0.5min/mm，然后繼續加熱至1210 1230℃；

~

步驟（9）中的分段加熱至910 950℃，具體為先在350 370℃進行保溫0.6min/mm，然后~ ~加熱至650℃保溫0.6min/mm，然后再加熱至910 950℃；

~

步驟（10）中的分段加熱至820 840℃，具體為在350℃保溫0.6min/mm，然后加熱至680~℃保溫0.6min/mm，然后加熱至820 840℃；

~

步驟（12）中的分段加熱至890 920℃，具體為先將粗車軋輥加熱至350℃，保溫0.6min/~mm，然后再加熱至680℃保溫0.6min/mm，然后再加熱至890 920℃。

~

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（8）中的強制風冷為使用15KW大功率軸流風機進行強制風冷，所述大功率軸流風機的風扇外徑為1450 1550mm；

~

步驟（9）中的強制風冷具體為：出爐后整爐吊下時間控制在30min以內吊入風場中，使用15KW大功率軸流風機進行強制風冷，所述軸流風機的風扇外徑為1450 1550mm，冷卻速度~為100 150℃/h，冷卻至輥身溫度為330 370℃結束；強制風冷過程中軋輥工件之間的間距~ ~為0.2 0.4m。

~

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（6）中，四元渣系的渣料量為480~

520kg；步驟（6）中的四元渣系在使用前，在620 650℃的溫度下烘烤6 8小時。

~ ~

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（7）中，所述拔長滾圓的工序中，在拔長工序中電渣錠工件的雙邊壓下量為200 250mm，從而破碎心部組織，增強組織的一致~性；步驟（7）中所述修整輥身及輥頸的偏心具體為控制工件的輥身及輥頸的同心度，使得輥身及輥頸的中心線偏差≤20mm；步驟（8）中，將步驟（7）得到的軋輥工件吊運至風冷場地進行強制風冷，其中軋輥工件的表面溫度≥730℃；步驟（9）中，出爐后整爐吊下臺車進行強制風冷，其中軋輥工件吊運至風冷場地時其表面溫度≥800℃。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（11）中，在粗車的時候，控制輥身單邊的車削量≥15mm；步驟（11）中，在粗車的時候，在輥身和輥頸的過渡處設置大斜坡倒角；步驟（13）中，在對輥身進行粗磨的過程中，粗磨達到肉眼不可見刀痕的程度后結束粗磨。

8.一種鋰離子電池極片軋機的ZW931軋輥，其特征在于，所述ZW931軋輥使用權利要求

1?7任一項所述的制備方法制備得到。

說明書： 鋰離子電池極片軋機的ZW931軋輥及其制備方法技術領域[0001] 本發明屬于鋼冶煉及熱處理領域，具體涉及一種鋰離子電池極片軋機軋輥ZW931的制備方法。背景技術[0002] 近年來，由于全球變暖、空氣污染，人類在逐步減少對石油煤炭等能源的依賴，低污染的綠色能源將成為21世紀最有發展前途的行業之一，其中低污染可循環使用的環保電池是一個重要的研究方向。鋰離子電池的關鍵技術在于電池極片的軋制，電池極片的軋制是正負極材料在極板上壓實的過程，目的是增加其密度，這是一個復合材料軋制成形的過程。此過程對電極軋輥要求很高，輥身要在高負荷下工作，對強度、剛度、表面硬度、均勻性和低抗磨損性均有較高的要求，其中足夠的強度，用來承受大的彎矩和扭矩；足夠的剛度，用于減少變形；足夠的表面硬度及均勻性，用于抵抗磨損；足夠好的表面拋光性，用于保證表面質量。[0003] 中國發明公開文本CN105177451A公開了一種鋰電池保護板的冷軋輥工藝，具體通過電渣鋼制作得到一種具有較高的硬度和耐磨性的冷軋輥，但是其制備工藝過于簡單，軋輥的夾雜物控制、剛度、強度等性能不能勝任電池極片的高要求。發明內容[0004] 本發明提出一種大型的ZW931鋰離子電池極片軋機軋輥的制備方法。本發明所述的“ZW931”為該軋輥鋼的牌號名稱。[0005] 具體通過如下技術手段實現：[0006] 一種鋰離子電池極片軋機的ZW931軋輥的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：[0007] (1)電爐冶煉，按照ZW931軋輥坯料的組分含量進行生鐵和合金料的配料，其中生鐵含量為10～20wt％，配料之后電爐送電升溫，對爐料進行熔煉，熔煉氧化溫度為1550～1690℃，熔煉時間為35～55min，熔煉結束后出鋼，出鋼溫度為1630～1650℃，出鋼過程中加鋁硅鐵脫氧劑進行脫氧，并進行完全的擋渣操作。

[0008] (2)LF爐精煉，將步驟(1)得到的鋼液入LF爐，接通氬氣后送電升溫，采用脫氧劑進行擴散脫氧，精煉溫度為1560～1650℃，LF爐的加熱保溫時間為10～20min，渣白后取樣分析，白渣的保持時間為30～50min，溫度為1610～1620℃進行取樣分析，取樣分析完畢后進行成分微調，使得成分含量滿足ZW931軋輥的成分含量，成分微調后即可出鋼，LF爐的出鋼溫度為1630～1650℃。[0009] (3)D精煉，將步驟(2)精煉之后的鋼液在D爐內進行真空精煉，設置D爐的極限真空度<67Pa，保持該極限真空度20～35min，破真空后取樣分析，成分合格后軟吹入氬氣，軟吹氬氣的時間為20～40min，D精煉溫度為1510～1530℃。[0010] (4)澆鑄電極坯，先預熱電極坯的錠模，預熱溫度為90～120℃，然后向錠模內充入氬氣，每個錠模充氬氣的時間為5～8min，然后撤出氬氣管，用蓋子將錠模蓋好后將步驟(3)得到的鋼液向錠模內進行澆鑄，澆鑄全過程采用氬氣保護澆鑄，保護澆鑄的氬氣流量為163

～26m/h，澆鑄時間為13～17min，電極坯錠重為10～20t，3～5h后脫模。

[0011] (5)退火，將步驟(4)澆鑄之后的電極坯置入到退火爐內進行退火，退火溫度為800～860℃，保溫時間為1.5～2.0min/mm，然后爐冷至300～350℃后出爐。[0012] (6)電渣重熔，將步驟(5)得到的退火后的電極坯表面清理磨光，采用氟化鈣、氧化鋁、氧化鈣和氧化鎂四元渣系進行電渣重熔冶煉，電渣重熔冶煉的起點熔速值為13～14kg/min，終點熔速值為1.0～3.0kg/min，重熔得到電渣錠，然后爐冷150～200min，然后在48～125h內送鍛造工序。

[0013] (7)鍛造，將步驟(6)電渣重熔后的電渣錠分段式加熱至1210～1230℃，然后保溫14～20h進行擴散均質化，保溫結束后降溫至1200～1220℃并保溫1.5～2h，然后出爐進行墩粗，墩粗比為1.5～2.5，隨后進行拔長滾圓，在拔長滾圓過程中預留30～50mm輥身直徑的余量，然后進行50～100mm深度的刻印，將兩端小臺進行鍛打并修整輥身及輥頸的偏心，隨后將輥身鍛打至直徑為500～1100mm的尺寸。

[0014] (8)鍛后快冷，將步驟(7)得到的軋輥工件吊運至風冷場地進行強制風冷，冷卻速度為100～150℃/h，強制風冷至輥身溫度為500～600℃后結束。[0015] (9)正火處理，將步驟(8)得到的軋輥工件置入到加熱爐中并在350～370℃的溫度下待料，然后分分段加熱至910～950℃，保溫10～22h后出爐，出爐后整爐吊下臺車進行強制風冷，輥與輥間距為0.2～0.4m，強制風冷至輥身溫度為330～370℃后結束，得到正火處理后的軋輥工件。[0016] (10)球化退火，將步驟(9)得到的軋輥工件置入到退火爐中，然后分段加熱至820～840℃，在該溫度下保溫10～22h后，降溫至720～740℃，保溫20～45h，然后再降溫至670～690℃，保溫20～45h，然后爐冷到200～260℃后出爐。[0017] (11)粗車，將步驟(10)球化退火后得到的軋輥工件進行粗車，得到粗車軋輥。[0018] (12)整體調質，將步驟(11)得到的粗車軋輥置入到淬火爐中，分段加熱至890～920℃，保溫10～22h后，出爐進行水淬，水淬時間為0.15～0.25min/mm，出水后將粗車軋輥置入到回火爐內加熱至580～620℃，回火保溫15～25h，然后爐冷至200～350℃厚出爐。

[0019] (13)二次加工，將步驟(12)得到的粗車軋輥進行二次粗加工，且對輥身進行粗磨，得到粗磨軋輥。[0020] (14)雙頻感應加熱表面淬火，將步驟(13)得到的粗磨軋輥在加熱爐內進行300～350℃的預熱，然后保溫1.2～1.8min/mm的時間，使用雙頻感應淬火機床進行表面淬火，續冷時間為0.15～0.3min/mm。

[0021] (15)深冷處理，將步驟(14)得到的粗磨軋輥在零下70至零下80℃的溫度條件下保溫4～6h后，放置空氣中化霜并回溫至室溫。[0022] (16)低溫回火，將步驟(15)得到的粗磨軋輥置入到加熱爐內并在110～150℃的溫度條件進行保溫，回火保溫時間為100～150h，然后爐冷至10～50℃后出爐。[0023] (17)硬度檢測，將步驟(16)得到的粗磨軋輥進行硬度檢測。[0024] (18)精加工，將步驟(17)得到的粗磨軋輥進行精車精磨加工得到精加工軋輥。[0025] (19)探傷并檢驗包裝入庫，將步驟(18)得到的精加工軋輥進行探傷，然后進行直線度、同心度、透光度的檢測，最后包裝得到鋰離子電池極片軋機的ZW931軋輥。[0026] 作為優選，所述鋰離子電池極片軋機的ZW931軋輥具體成分按質量百分比含量計為：C：0.85～0.95wt％，Si：0.25～0.45wt％，Mn：0.20～0.40wt％，Cr：2.80～3.20wt％，Mo：0.20～0.40wt％，：0.05～0.15wt％，P≤0.010wt％，S≤0.010wt％，Ni≤0.25wt％，Cu≤

0.10wt％，余量為Fe和不可避免的雜質。

[0027] 作為優選，步驟(1)中的所述鋁硅鐵脫氧劑的添加量為2～2.5kg/噸鋼。[0028] 作為優選，步驟(2)中的所述脫氧劑為SiC粉和鋁粒。[0029] 作為優選，步驟(7)中的拔長滾圓為利用上平砧下型砧進行拔長滾圓。[0030] 作為優選，步驟(7)中的所述刻印利用三角砧進行刻印，以減少輥身及輥頸過渡處藏料。[0031] 作為優選，步驟(6)得到的所述電渣錠的直徑為1060～1120mm，重量為10～19t；步驟(6)中通過14～10kg/min的熔化速度進行自動化控制冶煉。[0032] 作為優選，步驟(17)中的硬度檢測具體為：按照輥身間隔90°磨光4條母線進行硬度檢測。[0033] 作為優選，步驟(7)中分段式加熱至1210～1230℃為分三段加熱保溫，具體為：加熱至500℃后保溫0.5min/mm，然后再加熱至850℃后保溫0.5min/mm，然后再加熱至1100℃后保溫0.5min/mm，然后繼續加熱至1210～1230℃。[0034] 作為優選，步驟(9)中的分段加熱至910～950℃，具體為先在350～370℃進行保溫0.6min/mm，然后加熱至650℃保溫0.6min/mm，然后再加熱至910～950℃。

[0035] 作為優選，步驟(10)中的分段加熱至820～840℃，具體為在350℃保溫0.6min/mm，然后加熱至680℃保溫0.6min/mm，然后加熱至820～840℃。[0036] 作為優選，步驟(12)中的分段加熱至890～920℃，具體為先將粗車軋輥加熱至350℃，保溫0.6min/mm，然后再加熱至680℃保溫0.6min/mm，然后再加熱至890～920℃。[0037] 作為優選，步驟(8)中的強制風冷為使用15KW大功率軸流風機進行強制風冷，所述大功率軸流風機的風扇外徑為1450～1550mm(優選1500mm)。[0038] 作為優選，步驟(9)中的強制風冷具體為：出爐后整爐吊下時間控制在30min以內吊入風場中，使用15KW大功率軸流風機進行強制風冷，所述軸流風機的風扇外徑為1450～1550mm，冷卻速度為100～150℃/h，冷卻至輥身溫度為330～370℃結束；強制風冷過程中軋輥工件之間的間距為0.2～0.4m。

[0039] 作為優選，步驟(14)中的所述使用雙頻感應淬火機床進行表面淬火，具體為使用50HZ&250HZ的雙頻感應淬火機床進行表面淬火，其中50HZ感應加熱溫度為890～900℃，功率為500KW～970KW，250HZ感應加熱溫度為900～910℃，功率為300KW～550KW，粗磨軋輥的工件下降速為度0.5～0.7mm/s，旋轉速度為15～30r/min，淬火介質為水，淬火水壓為0.2～

0.6MPa，粗磨軋輥與感應器之間的單邊間隙為10～30mm。

[0040] 作為優選，步驟(6)中所述的氟化鈣、氧化鋁、氧化鈣和氧化鎂四元渣系中各組分的重量份比例為：CaF2：Al2O3：CaO：MgO為(37～40)：(27～30)：(27～30)：(2～5)。[0041] 作為優選，步驟(6)中，四元渣系的渣料量為480～520kg。[0042] 作為優選，步驟(6)中的四元渣系在使用前，在620～650℃的溫度下烘烤6～8小時。[0043] 作為優選，步驟(7)中，所述拔長滾圓的工序中，在拔長工序中電渣錠工件的雙邊壓下量為200～250mm，從而破碎心部組織，增強組織的一致性。[0044] 作為優選，步驟(7)中所述修整輥身及輥頸的偏心具體為控制工件的輥身及輥頸的同心度，使得輥身及輥頸的中心線偏差≤20mm。[0045] 作為優選，步驟(8)中，將步驟(7)得到的軋輥工件吊運至風冷場地進行強制風冷，其中軋輥工件的表面溫度≥730℃。[0046] 作為優選，步驟(9)中，出爐后整爐吊下臺車進行強制風冷，其中軋輥工件吊運至風冷場地時其表面溫度≥800℃。[0047] 作為優選，步驟(11)中，在粗車的時候，控制輥身單邊的車削量≥15mm。[0048] 作為優選，步驟(11)中，在粗車的時候，在輥身和輥頸的過渡處設置大斜坡倒角。[0049] 作為優選，步驟(13)中，在對輥身進行粗磨的過程中，粗磨達到肉眼不可見刀痕的程度后結束粗磨。[0050] 一種鋰離子電池極片軋機的ZW931軋輥，所述ZW931軋輥使用上述的制備方法制備得到。[0051] 本發明各單位中min/mm表示的是“分鐘/每毫米直徑”，即每毫米直徑所需要的分鐘數。[0052] 本發明采用的表面淬火工藝主要通過淬火機床利用電流的集膚效應，瞬時加熱實現的，與傳統淬火相比，不設置保溫時間，隨著設備的螺旋下降，通過設備的功率設定而控制加熱效果的，通過冷卻水壓力設定和后續續冷來調整冷卻效果的，因此不是通過控制保溫時間和冷卻時間等進行控制淬火的。[0053] 本發明的效果在于：[0054] 1，本發明采用電爐煉鋼、LF爐外精煉、D真空脫氧除雜，氬氣保護澆鑄，電渣二次重熔，并且具體控制各個步驟的具體參數(如出鋼溫度的設定、D溫度的設定、白渣保持時間、吹氬時間、電渣重熔熔速等等)，得到低氣體含量、低P、低S且高潔凈度的電渣鋼錠，從而使得冶煉更加符合本發明特定用途的軋輥的工況要求。[0055] 2，在與前端工藝流程配合的情況下，通過合理設置電渣錠經均質化擴散，一墩一拔鍛造成型，正火及球化退火處理，以及合理設定各個步驟的具體參數以及各個步驟之間參數的有效搭配，使得軋輥中各類夾雜物均勻穩定，夾雜物評級均在1.0級以內；使得碳化物大部分成球狀且彌散分布，網狀評級達到1.0級以內，帶狀評級1.0級以內，液析碳化物評級1.0級以內，此種組織狀態可以直接入水進行調質且不會發生開裂，有效的保證了表面淬火硬度及均勻性，成品同一截面硬度差不超過2個肖氏硬度，液析與夾雜物的嚴格控制同時保證了成品軋輥表面粗糙度達到鏡面級別，使得最終得到的軋輥產品各項性能指標滿足本發明特定用途的使用。[0056] 3，通過鍛造同心度控制，保證輥身加工余量均勻，匹配合理的整體調質及表面淬火回火工藝，再加深冷處理，使得成品輥身硬度均勻性≤2HS，有效淬硬層深度≥25mm。[0057] 4，通過各項熱處理的合理設置，對工件的碳化物、夾雜物及氣體進行了具體控制，繼而配合本發明合適的機加工工藝，使得輥身的表面粗糙度按GB/T1031標準達到Ra0.01um鏡面級別。[0058] 5，本發明通過對從冶煉開始直至最終包裝得到軋輥產品的整套生產步驟以及參數進行具體設置，使得冶煉、熱加工、熱處理等步驟能夠更好的協調，形成一個整體的生產步驟，從而這樣的各步驟的整體協調使得最終得到的軋輥的各項指標均達到了更加的優化。附圖說明[0059] 圖1為本發明一種實施方式的軋輥夾雜物顯微圖。[0060] 圖2為本發明一種實施方式的軋輥高倍組織顯微圖。[0061] 圖3為本發明制備方法的流程圖。具體實施方式[0062] 實施例1[0063] 一種大型ZW931鋰離子電池極片軋機軋輥的制備方法，所述軋輥按質量百分比含量計為：C為0.90％，Si：0.39％，Mn為0.30％，Cr為3.09％，Mo為0.24％，為0.10％，P：0.0060％，S：0.0003％，Ni：0.06％，Cu：0.04％，余量為Fe和不可避免的雜質。

[0064] 包括如下步驟：[0065] (1)電爐冶煉，按照最終組分為上述組分含量進行生鐵和合金料的配料，生鐵含量15％，在電爐中熔化冶煉，熔煉氧化溫度約1580℃，熔煉時間41min，出鋼溫度為1642℃，出鋼過程中加2.3kg/t的鋁硅鐵進行脫氧。

[0066] (2)LF爐精煉，入LF爐后接通氬氣，然后送電升溫，采用SiC粉和鋁粒擴散脫氧，精煉溫度約1600℃，加熱保溫時間為15min，渣白后1610℃取樣分析，白渣保持時間為37min，取樣分析完畢后根據分析結果進行成分微調，LF爐出鋼溫度為1635℃。[0067] (3)D精煉，極限真空度<67Pa，保持該極限真空度23min，破真空后取樣分析，成分合格后軟吹入氬氣至吊包，軟吹氬氣的時間為23min，吊包溫度為1530℃。[0068] (4)澆鑄電極坯，預熱錠模為120℃，然后對錠模充入氬氣，每個錠盤充氬氣時間為6min，然后撤出氬氣管，用蓋子將錠模蓋好后進行澆鑄，澆鑄全過程采用氬氣進行保護澆

3

鑄，氬氣保護流量為20m/h，澆鑄時間為14min，5h后脫模。

[0069] (5)退火，退火溫度860℃,保溫時間25h，爐冷至350℃出爐。[0070] (6)電渣重熔，采用步驟(5)得到的電極坯，表面清理磨光，采用氟化鈣、氧化鋁、氧化鈣和氧化鎂四元渣系進行冶煉，渣料使用前在650℃烘烤6.5小時，電渣冶煉的起點熔速值為14kg/min，終點熔速值為2kg/min，得到 電渣錠，然后停電爐冷185min后扣罩送鍛造工序。所述四元渣系中，CaF2：Al2O3：CaO：：MgO為39：29：29：3，渣量為500kg。[0071] 所述電極冶煉電渣錠直徑為1100mm，重量為13.9t；電渣穩態階段熔化速度為14～10kg/min，且由電腦控制系統自動控制整個冶煉過程。

[0072] (7)鍛造，將步驟(6)得到的電渣錠分段式逐步加熱至1230℃，保溫20h進行擴散均質化，然后鐓粗一次(鐓粗比2.0)拔長一次，拔長工序采用250mm大壓下量壓下4面各2道次，然后再次加熱至1210℃保溫1.5h，使用上平砧下型砧進行滾圓，預留30mm輥身直徑拉引余量，利用三角砧進行刻印分料，刻印深度60mm，減少輥身及輥頸過渡處藏料，將兩端小臺鍛打至要求尺寸并修整輥身及輥頸偏心，輥身直徑規格為黑皮840mm。測量輥身及輥頸同心度偏差并修整實際偏差10mm。[0073] (8)鍛后控冷，將步驟(7)得到的工件吊運至風冷場地，鍛后吊運至風冷場地時輥身溫度735℃。使用15KW大功率軸流風機進行強制風冷，2h冷卻至500℃裝爐。[0074] (9)正火處理，將步驟(8)得到的工件置入加熱爐中組爐完畢后分段式升溫至940℃，保溫20h后出爐，整爐吊下臺車進行強制風冷冷卻，具體為：出爐快速吊入風場中進行冷卻，正火吊運至風冷場地時輥身溫度820℃，15KW大功率軸流風機進行強制風冷，8個風機間隙對吹，控制整爐吊下時間控制在30min以內，輥與輥之間間距0.25m，待表面溫度為350℃左右后入爐進行球化退火，整體風冷時間4.5h。[0075] (10)球化退火，將步驟(9)得到的工件置入退火爐中，加熱至830℃保溫20h后分兩段加熱，720℃保溫30h，680℃保溫41h，后爐冷至250℃出爐。[0076] (11)粗車，將步驟(10)得到的工件按照加工圖紙進行粗車。粗車以輥身中心作為整個輥中心線，輥身單邊車削量最小17mm與最大20mm。[0077] (12)整體調質，將步驟(11)得到的工件置入淬火爐中，分段式加熱至910℃，保溫13h出爐淬火，淬火介質為水，水冷時間2.2h，整體調質為一冷到底，出水后空冷，1h內裝入回火爐。入回火爐加熱至610℃，回火保溫17h，爐冷至≤350℃出爐。

[0078] (13)二次加工，將步驟(12)得到的工件，進行二次粗加工，且對輥身進行粗磨。[0079] (14)雙頻感應加熱表面淬火，將步驟(13)得到的工件進行350℃電爐預熱，保溫時間17h，使用50HZ&250HZ雙頻感應淬火機床進行表面淬火。步驟(14)中，雙頻感應加熱表面淬火，50HZ感應加熱溫度900℃，功率800KW，250HZ感應加熱溫度900℃，功率400KW，工件下降速度0.7mm/s，旋轉速度20r/min，淬火水壓0.4MPa，軋輥與感應器單邊間隙20mm，續冷時間210min。[0080] (15)深冷處理，將步驟(14)得到的工件進行深冷處理，在零下70℃保溫5h后，放置空氣中化霜回溫至室溫。[0081] (16)低溫回火，將步驟(15)得到的工件進行125℃電爐低溫回火，回火保溫150h爐冷至≤50℃出爐。[0082] (17)硬度檢測，將步驟(16)得到的工件按照輥身間隔90°磨光4條母線進行硬度檢測。[0083] (18)精加工，將步驟(17)得到的工件按照圖紙進行精車精磨加工。[0084] (19)探傷，將步驟(18)得到的工件按照GB13314進行探傷。[0085] (20)檢驗包裝入庫，將步驟(19)得到的工件進行直線度、同心度、透光度檢測，并包裝交付。[0086] 實施例2[0087] 一種大型ZW931鋰離子電池極片軋機軋輥的制備方法，所述軋輥按質量百分比含量計為：C為0.89％，Si：0.36％，Mn為0.30％，Cr為3.12％，Mo為0.24％，為0.11％，P：0.0070％，S：0.0001％，Ni：0.04％，Cu：0.04％，余量為Fe和不可避免的雜質。

[0088] 包括如下步驟：[0089] (1)電爐冶煉，按照最終組分為上述組分含量進行生鐵和合金料的配料，生鐵含量14％，在電爐中熔化冶煉，熔煉氧化溫度約1662℃，熔煉時間42min，出鋼溫度為1648℃，出鋼過程中加2.1kg/噸鋼的鋁硅鐵進行脫氧。

[0090] (2)LF爐精煉，入LF爐后接通氬氣，然后送電升溫，采用SiC粉和鋁粒擴散脫氧，精煉溫度約1642℃，加熱保溫時間為16min，渣白后1610℃取樣分析，白渣保持時間為40min，取樣分析完畢后根據分析結果進行成分微調，LF爐出鋼溫度為1639℃。[0091] (3)D精煉，極限真空度<67Pa，保持該極限真空度22min，破真空后取樣分析，成分合格后軟吹入氬氣至吊包，軟吹氬氣的時間為25min，吊包溫度為1525℃。[0092] (4)澆鑄電極坯，預熱錠模為100℃，然后對錠模充入氬氣，每個錠盤充氬氣時間為6min，然后撤出氬氣管，用蓋子將錠模蓋好后進行澆鑄，澆鑄全過程采用氬氣進行保護澆

3

鑄，氬氣保護流量為20m/h，澆鑄時間為15min，5h后脫模。

[0093] (5)退火，退火溫度860℃,保溫時間25h，爐冷至350℃出爐。[0094] (6)電渣重熔，采用步驟(5)得到的電極坯，表面清理磨光，采用氟化鈣、氧化鋁、氧化鈣和氧化鎂四元渣系進行冶煉，渣料至使用前在640℃烘烤6.5小時，其中四元渣系中CaF2：Al2O3：CaO：：MgO為38：27.5：28：3.5。渣量為510kg。電渣冶煉的起點熔速值為14kg/min，終點熔速值為2kg/min，得到 電渣錠，電渣穩態階段熔化速度14～10kg/min由電腦控制系統自動控制整個冶煉過程。然后停電爐冷190min后扣罩送鍛造工序。所述電極冶煉電渣錠直徑為1100mm，重量為14.5t。[0095] (7)鍛造，將步驟(6)得到的電渣錠分段式逐步加熱至1230℃，保溫20h進行擴散均質化，然后鐓粗一次(鐓粗比2.0)拔長一次，然后再次加熱至1210℃保溫1.5h，使用上平砧下型砧進行滾圓，預留30mm輥身直徑拉引余量，利用三角砧進行刻印分料，刻印深度70mm，減少輥身及輥頸過渡處藏料，將兩端小臺打至要求尺寸并修整輥身及輥頸偏心，測量輥身及輥頸同心度偏差并修整實際偏差12mm。輥身直徑規格為黑皮890mm。[0096] (8)鍛后控冷，將步驟(7)得到的工件吊運至風冷場地，鍛后吊運至風冷場地時輥身溫度741℃。使用15KW大功率軸流風機進行強制風冷，2.2h冷卻至500℃裝爐。[0097] (9)正火處理，將步驟(8)得到的工件置入加熱爐中組爐完畢后分段式升溫至940℃，保溫20h后出爐，整爐吊下臺車進行強制風冷冷卻，具體為：出爐快速吊入風場中進行冷卻，正火吊運至風冷場地時輥身溫度840℃。15KW大功率軸流風機進行強制風冷，8個風機間隙對吹，控制整爐吊下時間控制在30min以內，輥與輥之間間距0.3m，待表面溫度為350℃左右后入爐進行球化退火，整體風冷時間5h。[0098] (10)球化退火，將步驟(9)得到的工件置入退火爐中，加熱至830℃保溫20h后分兩段加熱，720℃保溫30h，680℃保溫41h，后爐冷至250℃出爐。[0099] (11)粗車，將步驟(10)得到的工件按照加工圖紙進行粗車。粗車以輥身中心作為整個輥中心線，輥身單邊車削量最小16mm與最大19mm。[0100] (12)整體調質，將步驟(11)得到的工件置入淬火爐中，分段式加熱至910℃，保溫14h出爐淬火，淬火介質為水，水冷時間2.5h，整體調質為一冷到底，出水后空冷，55min內裝入回火爐。出水后入回火爐加熱至610℃，回火保溫18h，爐冷至≤350℃出爐。

[0101] (13)二次加工，將步驟(12)得到的工件，進行二次粗加工，且對輥身進行粗磨。[0102] (14)雙頻感應加熱表面淬火，將步驟(13)得到的工件進行350℃電爐預熱，保溫時間17.5h，使用50HZ&250HZ雙頻感應淬火機床進行表面淬火。雙頻感應加熱表面淬火，50HZ感應加熱溫度900℃，功率850KW，250HZ感應加熱溫度900℃，功率420KW，工件下降速度0.7mm/s，旋轉速度20r/min，淬火水壓0.5MPa，軋輥與感應器單邊間隙20mm，續冷時間

225min。

[0103] (15)深冷處理，將步驟(14)得到的工件進行深冷處理，在零下70℃保溫5h后，放置空氣中化霜回溫至室溫。[0104] (16)低溫回火，將步驟(15)得到的工件進行125℃電爐低溫回火，回火保溫150h爐冷至≤50℃出爐。[0105] (17)硬度檢測，將步驟(16)得到的工件按照輥身間隔90°磨光4條母線進行硬度檢測。[0106] (18)精加工，將步驟(17)得到的工件按照圖紙進行精車精磨加工。[0107] (19)探傷，將步驟(18)得到的工件按照GB13314進行探傷。[0108] (20)檢驗包裝入庫，將步驟(19)得到的工件進行直線度、同心度、透光度檢測，并包裝交付。[0109] 實施例3[0110] 一種大型ZW931鋰離子電池極片軋機軋輥的制備方法，所述軋輥按質量百分比含量計為：C為0.93％，Si：0.34％，Mn為0.30％，Cr為3.01％，Mo為0.24％，為0.11％，P：0.0050％，S：0.0006％，Ni：0.03％，Cu：0.02％，余量為Fe和不可避免的雜質。

[0111] 包括如下步驟：[0112] (1)電爐冶煉，按照權利要求2組分含量進行生鐵和合金料的配料，生鐵含量16％，在電爐中熔化冶煉，熔煉氧化溫度約1621℃，熔煉時間41min，出鋼溫度為1646℃，出鋼過程中加2.5kg/t鋁硅鐵進行脫氧。[0113] (2)LF爐精煉，入LF爐后接通氬氣，然后送電升溫，采用SiC粉和鋁粒擴散脫氧，精煉溫度約1622℃，加熱保溫時間為15min，渣白后1615℃取樣分析，白渣保持時間為37min，取樣分析完畢后根據分析結果進行成分微調，LF爐出鋼溫度為1635℃。[0114] (3)D精煉，極限真空度<67Pa，保持該極限真空度25min，破真空后取樣分析，成分合格后軟吹入氬氣至吊包，軟吹氬氣的時間為25min，吊包溫度為1520℃。[0115] (4)澆鑄電極坯，預熱錠模為110℃，然后對錠模充入氬氣，每個錠盤充氬氣時間為6min，然后撤出氬氣管，用蓋子將錠模蓋好后進行澆鑄，澆鑄全過程采用氬氣進行保護澆

3

鑄，氬氣保護流量為22m/h，澆鑄時間為15min，5h后脫模。

[0116] (5)退火，退火溫度860℃,保溫時間25h，爐冷至350℃出爐。[0117] (6)電渣重熔，采用步驟(5)得到的電極坯，表面清理磨光，采用氟化鈣、氧化鋁、氧化鈣和氧化鎂四元渣系進行冶煉，渣料至使用前在650℃烘烤6.6小時。所述四元渣系中CaF2：Al2O3：CaO：：MgO為39：29.1：28.9：3。渣量為490kg。電渣冶煉的起點熔速值為14kg/min，終點熔速值為2kg/min，電渣穩態階段熔化速度14～11kg/min由電腦控制系統自動控制整個冶煉過程，得到 電渣錠，然后停電爐冷195min后扣罩送鍛造工序；所述電極冶煉電渣錠直徑為1100mm，重量為13.5t。[0118] (7)鍛造，將步驟(6)得到的電渣錠分段式逐步加熱至1230℃，保溫20h進行擴散均質化，然后鐓粗一次(鐓粗比2.0)拔長一次，鐓粗后拔長工序采用251mm大壓下量壓下4面各2道次。然后再次加熱至1210℃保溫1.5h，使用上平砧下型砧進行滾圓，預留30mm輥身直徑拉引余量，利用三角砧進行刻印分料，刻印深度60mm，減少輥身及輥頸過渡處藏料，將兩端小臺打至要求尺寸并修整輥身及輥頸偏心，測量輥身及輥頸同心度偏差并修整實際偏差

8mm。輥身直徑規格為黑皮890mm。

[0119] (8)鍛后控冷，將步驟(7)得到的工件吊運至風冷場地，鍛后吊運至風冷場地時輥身溫度745℃。使用15KW大功率軸流風機進行強制風冷，1.8h冷卻至550℃裝爐。[0120] (9)正火處理，將步驟(8)得到的工件置入加熱爐中組爐完畢后分段式升溫至940℃，保溫20h后出爐，整爐吊下臺車進行強制風冷冷卻，具體為：出爐快速吊入風場中進行冷卻，正火吊運至風冷場地時輥身溫度832℃。15KW大功率軸流風機進行強制風冷，8個風機間隙對吹，控制整爐吊下時間控制在30min以內，輥與輥之間間距0.25m，待表面溫度為350℃左右后入爐進行球化退火，整體風冷時間5h。[0121] (10)球化退火，將步驟(9)得到的工件置入退火爐中，加熱至830℃保溫20h后分兩段加熱，720℃保溫30h，680℃保溫41h，后爐冷至250℃出爐。[0122] (11)粗車，將步驟(10)得到的工件按照加工圖紙進行粗車；粗車以輥身中心作為整個輥中心線，輥身單邊車削量最小17mm與最大18mm。[0123] (12)整體調質，將步驟(11)得到的工件置入淬火爐中，分段式加熱至910℃，保溫14h出爐淬火，淬火介質為水，水冷時間2.5h，出水后入回火爐加熱至610℃，回火保溫18h，爐冷至≤350℃出爐。

[0124] (13)二次加工，將步驟(12)得到的工件，進行二次粗加工，且對輥身進行粗磨。[0125] (14)雙頻感應加熱表面淬火，將步驟(13)得到的工件進行350℃電爐預熱，保溫時間17.5h，使用50HZ&250HZ雙頻感應淬火機床進行表面淬火；雙頻感應加熱表面淬火，50HZ感應加熱溫度895℃，功率850KW，250HZ感應加熱溫度905℃，功率420KW，工件下降速度0.6mm/s，旋轉速度22r/min，淬火水壓0.5MPa，軋輥與感應器單邊間隙25mm，續冷時間

200min。

[0126] (15)深冷處理，將步驟(14)得到的工件進行深冷處理，在零下70℃保溫5h后，放置空氣中化霜回溫至室溫。[0127] (16)低溫回火，將步驟(15)得到的工件進行125℃電爐低溫回火，回火保溫150h爐冷至≤50℃出爐。[0128] (17)硬度檢測，將步驟(16)得到的工件按照輥身間隔90°磨光4條母線進行硬度檢測。[0129] (18)精加工，將步驟(17)得到的工件按照圖紙進行精車精磨加工。[0130] (19)探傷，將步驟(18)得到的工件按照GB13314進行探傷。[0131] (20)檢驗包裝入庫，將步驟(19)得到的工件進行直線度、同心度、透光度檢測，并包裝交付。[0132] 各實施例的檢測結果見表1和表2，其中表1為ZW931軋輥的高倍檢驗結果；各實施例軋輥平均設置4條母線，并在每個母線上平均分配取10個硬度點如表2所示，表2為ZW931軋輥的硬度值(HS)及淬透層檢驗結果。[0133] 表1[0134][0135] 表1中A類為硫化物類夾雜物，B類為氧化鋁類夾雜物，C類為硅酸鹽類夾雜物，D類為球形氧化物類夾雜物，均為本領域通用概念，非金屬夾雜物按GB/T10561中評級圖評定(用A法檢驗非金屬夾雜)。其中碳化物帶狀、液析按GB/T18254～2016評定，碳化物網狀和球化組織按GB/T1299～2014第三級別圖評定，從表1中可得，本發明各實施例的夾雜物、網狀碳化物指標、帶狀碳化物指標以及液析指標均滿足高標準。[0136] 表2[0137][0138] 從表2可以得出各實施例整體探傷結果按照GB/T13314～2008評級均滿足A級的指標。