轧钢机所用轧辊按被轧制材料的温度，分为热轧辊和冷轧辊两大类。其中，热轧辊又分为开坯轧辊、型钢轧辊和板带材轧辊；冷轧辊分为冷轧钢材用轧辊、冷轧非铁金属用轧辊、冷轧特种合金用轧辊等。轧辊工作时承受巨大冲击和轧制力的作用，热轧辊还受到炽热钢锭加热和被强制冷却的作用等。因此，冷、热轧辊都必须具有高的强度和韧性，以确保工作过程轧辊不断裂和耐磨损，以便确保一定的使用寿命。热轧辊还需要良好的抗热裂性。此外，轧辊需要有良好的表面质量，以便保证轧制的半成品或成品表面粗糙度要求。下面，主要介绍轧辊的选材、热处理技术要求、制造工艺路线及热处理工艺设计。
1.热轧辊的选材及其热处理工艺设计
（1）热轧辊的选材 常用的热轧辊材料及其力学性能如表10-1所示。
表10-1 热轧辊用钢及其力学性能
（2）热轧辊制造工艺路线 锻造→预备热处理（正火和高温回火）→机械加工（粗车全形，预留精车加工余量10～15mm）→调质（淬火＋高温回火）→清理（去除氧化皮和油污）→精车全形（达图样精度要求）→成品。
（3）热轧辊毛坯的预备热处理工艺 旨在消除锻造应力、细化晶粒和改善可加工性。如果炼钢时，钢的氢含量较高，则其预备热处理还应兼顾到去氢的作用，即延长去氢时间，以防止白点形成。由于这三种热轧辊用钢的过冷奥氏体稳定性较强，退火很难均匀地彻底软化，因此，热轧辊的预备热处理往往用正火＋高温回火来达到预期效果。
正火和高温回火工艺过程为：毛坯锻造后空冷到600℃左右，及时装入温度为600～650℃的RT2-180-9型台车式电阻炉中进行均热，然后将炉温升至850～870℃进行保温透烧，随后拉出台车空冷（直径较大或装炉量较多时，可吹风冷却），待锻件毛坯冷却到300～350℃，及时将台车推入炉内并将炉温升至640～660℃加热，保温透烧后稍开炉门使炉温较快降至400℃左右关闭炉门，并随炉缓冷到200～300℃出炉。整个操作过程的各段保温时间和升、降温速度视辊身直径大小而定，工艺曲线如图10-1所示。
图10-1 热轧辊毛坯的锻后热处理工艺曲线
（4）热轧辊的最终热处理工艺 最终热处理旨在满足热轧辊使用时所需要的各种力学性能和耐磨性；为确保成品热轧辊的表面层为细珠光体或索氏体组织，其最终热处理为调质处理，即淬火＋高温回火。
1）淬火和高温回火工艺过程为：将机械加工的半成品，装入温度为350～400℃的RT2-180-9型台车式电阻炉中进行均热，然后将炉温升至650～660℃进行预热透烧，随后炉温升至820～850℃加热，保温透烧后，拉出台车，将轧辊垂直吊入油中淬火冷却，当轧辊冷却到300℃左右提出来，靠内部余热将其表面残油烧净后，及时放入300～350℃的台车炉内进行均热，随后将炉温升至600～650℃保温透烧，然后随炉冷却到250～300℃出炉。整个操作过程的各段保温时间和升、降温速度视辊身直径尺寸而定，如图10-2所示。
2）最终热处理结果：同炉处理的试样组织为细珠光体＋索氏体；硬度为28～35HRC。
2.冷轧辊的热处理工艺设计
（1）冷轧辊的选材 常用的冷轧辊材料有9Cr2、9Cr2Mo、9Cr3Mo和85CrMoV等钢。
（2）冷轧辊制造工艺路线 毛坯锻造→预备热处理→粗加工（预留10～15mm的后序加工余量）→调质处理→半精加工（预留3～5mm的后序加工余量）→最终热处理→精加工（精车和粗磨，预留0.3～0.5mm的精磨余量）→精磨→成品。
图10-2 热轧辊的最终热处理工艺曲线
（3）冷轧辊毛坯的预备热处理工艺
1）退火和高温回火：毛坯预备热处理的工序流程与热轧辊的基本相同，但由于碳含量较高，则为退火而不是正火。整个操作过程的各段加热温度、保温时间和升、降温速度视锻件直径尺寸而定，如图10-3所示。
图10-3 冷轧辊毛坯的锻后热处理工艺曲线
2）预备热处理结果：硬度为230～280HBW。
（4）冷轧辊半成品的调质处理工艺 旨在彻底消除网状碳化物，并使碳化物得到细化和获得细珠光体或索氏体组织，为最终热处理奠定良好的组织基础。(www.xing528.com)
1）调质工艺曲线如图10-4所示。
2）半成品调质结果：同炉处理的试样组织为细珠光体＋索氏体；硬度为28～35HRC。
（5）冷轧辊最终热处理技术要求
1）不同级别和直径的冷轧辊，其表面硬度和硬化层深度如表10-2所示。
图10-4 9Cr2Mo钢制冷轧辊的调质工艺曲线
表10-2 冷轧辊的表面硬度及有效硬化层深度
2）辊身两端表面软带允许宽度如表10-3所示。
表10-3 辊身两端软带的允许宽度 （单位：mm）
3）除辊身两端表面软带外，硬度不均匀性不大于±1.5HS。
（6）冷轧辊的最终热处理 冷轧辊的最终热处理为淬火和回火。其中，淬火方法有整体加热淬火、差温加热淬火和感应淬火三种。下面，以整体加热淬火为例阐述其工艺设计。
整体加热淬火工艺曲线如图10-5所示。加热前辊颈要用（石棉布或耐火泥＋水玻璃包扎）进行隔热。安装中心孔通水的冷却导管和隔热罩，辊身表面涂防氧化脱碳涂料，整体烘干后装入RT2-180-9型台车式电阻炉中按规定的工艺参数进行加热和保温。
在850～860℃保温后拉出台车，将导管和软管连接好后，立即转入水槽中的淬火激冷圈内冷却，如图10-6所示。表10-4为淬火时轧辊中心孔的冷却时间。
图10-5 冷轧辊整体加热淬火工艺曲线
注：虚线为辊身表面温度，即表面加热到850～860℃后立即降低炉温。
图10-6 冷轧辊整体淬火冷却装置
1—上部隔热罩 2—上部内孔导水管 3—淬火激冷圈 4—轧辊 5—隔热材料 6—下部内孔导水管 7—下部隔热罩
表10-4 淬火时轧辊中心孔的冷却时间
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