專利名稱：氮化硅陶瓷導(dǎo)輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋼線材或細(xì)元鋼軋制設(shè)備上使用的導(dǎo)輪，特別是氮化硅陶瓷導(dǎo)輪。
背景技術(shù)：
鋼線材或細(xì)元鋼軋制設(shè)備上的導(dǎo)輪是軋制成的線材或細(xì)元鋼的導(dǎo)向輪，該導(dǎo)輪因長(zhǎng)期處在1100℃左右高溫、3000-7000轉(zhuǎn)/分高速的運(yùn)行狀態(tài)，并直接承受線材或細(xì)元鋼運(yùn)行中對(duì)導(dǎo)輪連續(xù)的徑向壓力，因而損耗大、壽命低，此外，輪面與高溫鋼材的劇烈摩擦還會(huì)使輪面磨損變形而導(dǎo)致產(chǎn)品形位改變，不能生產(chǎn)出符合技術(shù)規(guī)范的產(chǎn)品，這種情況下，導(dǎo)輪必須報(bào)廢更換。目前普遍采用的合金鋼導(dǎo)輪報(bào)廢率極高，以線速度為100米/秒工況下運(yùn)行的合金鋼導(dǎo)輪，其最高壽命只能軋制線材≤1500噸。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種適于鋼線材軋制設(shè)備使用的氮化硅陶瓷導(dǎo)輪，以提高導(dǎo)輪的抗壓和耐磨損、耐高溫強(qiáng)度，延長(zhǎng)導(dǎo)輪的使用。
本實(shí)用新型導(dǎo)輪包含氮化硅陶瓷導(dǎo)輪本體和導(dǎo)輪內(nèi)的滾動(dòng)軸承，本體外緣為弧形內(nèi)凹面，所說(shuō)的滾動(dòng)軸承是可以鋼制軸承，所說(shuō)的鋼制軸承可含有鋼制軸承可含有鋼制滾動(dòng)體或氮化硅陶瓷滾動(dòng)體。
所說(shuō)的陶瓷本體的內(nèi)壁設(shè)有鋼制內(nèi)襯套，這是考慮到導(dǎo)輪的高溫工作工況下氮化硅與軸承鋼膨脹系數(shù)不同的具體情況而設(shè)計(jì)，由于內(nèi)襯套可軸向自由膨脹，從而補(bǔ)償或吸收氮化硅與鋼鐵之間的不同膨脹系數(shù)，以避免高溫膨脹造成零件破壞。
所說(shuō)的內(nèi)軸承可以是氮化硅陶瓷軸承，氮化硅陶瓷導(dǎo)輪本體兼陶瓷軸承的外圈，氮化硅陶瓷滾動(dòng)體裝于氮化硅陶瓷陶瓷內(nèi)圈與導(dǎo)輪本體之間，組成一體化的氮化硅陶瓷導(dǎo)輪。
本實(shí)用新型利用氮化硅(Si3N4)陶瓷的耐高溫(≥1700℃)、高硬度(≥90HRc)、耐高壓(≥750Mpa)及耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、低膨脹、自潤(rùn)滑等金屬材料所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能，將它用于鋼線材(或細(xì)元鋼)軋制設(shè)備上的導(dǎo)輪，從而使導(dǎo)輪在高溫(1000℃以上)、高強(qiáng)、高磨損的惡劣工況下，能夠保持良好的工作狀態(tài)。經(jīng)驗(yàn)證，本陶瓷導(dǎo)輪能安全運(yùn)行軋制鋼線材7000噸以上，其使用壽命是現(xiàn)有金屬導(dǎo)輪的5倍以上，解決了長(zhǎng)期存在的鋼線材軋制設(shè)備導(dǎo)輪壽命短的致命難題。


圖1～圖4是本氮化硅陶瓷導(dǎo)輪的各實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1-圖4中，1-氮化硅陶瓷導(dǎo)輪本體，1-1-內(nèi)凹弧面，2-鋼制滾珠軸承，3-鋼制內(nèi)襯套，4-中心軸孔，21-氮化硅陶瓷滾珠，22-氮化硅陶瓷軸承內(nèi)圈。
如圖1實(shí)施例中，導(dǎo)輪本體1以氮化硅陶瓷制成，它的外緣為內(nèi)凹弧面1-1，本體1內(nèi)側(cè)設(shè)有上下兩個(gè)軸承2。軸承的中心軸孔4內(nèi)裝入轉(zhuǎn)軸。
圖2和圖3是氮化硅陶瓷導(dǎo)輪本體1的內(nèi)側(cè)復(fù)合有鋼制內(nèi)襯套3的實(shí)施例，軸承2位于內(nèi)襯套3的內(nèi)側(cè)。
圖4實(shí)施例中設(shè)有氮化硅陶瓷軸承，它包含氮化硅陶瓷陶瓷內(nèi)圈22、氮化硅陶瓷滾珠21以及兼作軸承外圈的氮化硅陶瓷導(dǎo)輪本體1組成，氮化硅陶瓷滾珠21裝于與導(dǎo)輪本體1之間，組成一體化的氮化硅陶瓷導(dǎo)輪。
氮化硅陶瓷的技術(shù)性能與陶瓷的燒結(jié)工藝有關(guān)，本實(shí)用新型采用氣壓燒結(jié)即高α相的Si3N4粉+氧化釔燒結(jié)助劑+氧化鋁添加劑+加熱+加壓→氮化硅半成品→機(jī)械加工得成品的工藝路線，能獲得適于鋼線材(或細(xì)元鋼)軋制設(shè)備導(dǎo)輪的氮化硅陶瓷材料。
氣壓燒結(jié)的氮化硅陶瓷材料技術(shù)性能如下表，表中所列技術(shù)性能大多超過(guò)鋼鐵材料。
權(quán)利要求1.氮化硅陶瓷導(dǎo)輪，其特征是包含氮化硅陶瓷導(dǎo)輪本體(1)和導(dǎo)輪內(nèi)的滾動(dòng)軸承，本體(1)的外緣為弧形內(nèi)凹面(1-1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化硅陶瓷導(dǎo)輪，其特征是所說(shuō)的滾動(dòng)軸承是鋼制軸承(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氮化硅陶瓷導(dǎo)輪，其特征是所說(shuō)的鋼制軸承含有氮化硅陶瓷滾動(dòng)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的氮化硅陶瓷導(dǎo)輪，其特征是所說(shuō)的陶瓷導(dǎo)輪本體(1)的內(nèi)側(cè)設(shè)有鋼制內(nèi)襯套(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化硅陶瓷導(dǎo)輪，其特征是所說(shuō)的內(nèi)軸承是氮化硅陶瓷軸承，氮化硅陶瓷導(dǎo)輪本體(1)兼為該陶瓷軸承的外圈，氮化硅陶瓷滾動(dòng)體(21)裝于氮化硅陶瓷陶瓷內(nèi)圈(22)與導(dǎo)輪本體(1)之間。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于軋制鋼線材或細(xì)元鋼的軋制設(shè)備上的氮化硅陶瓷導(dǎo)輪，包含氮化硅陶瓷導(dǎo)輪本體和本體內(nèi)的滾動(dòng)軸承，本體外緣為弧形內(nèi)凹面；軸承可以是鋼制軸承，鋼制軸承可含有鋼制滾動(dòng)體或氮化硅陶瓷滾動(dòng)體，滾動(dòng)軸承也可采用與導(dǎo)輪本體同一材料的全氮化硅陶瓷軸承，后者的導(dǎo)輪本體兼為軸承外圈。本導(dǎo)輪在1000℃以上的高溫及高磨損的惡劣工況下，能夠保持良好的工作狀態(tài)，使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)B21B39/14GK2749593SQ20042005457
公開(kāi)日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2004年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者吳小江, 鹿寧 申請(qǐng)人:鹿寧, 吳小江