專利名稱：熔鑄復(fù)合材料冷軋輥及其生產(chǎn)工藝的制作方法
熔鑄復(fù)合材料冷軋輥主要是取代現(xiàn)通用的單純合金鋼軋輥，用于冷軋各種型號的鋼制及其它材料的板材。
據(jù)檢索及調(diào)查了解，目前國內(nèi)的冷軋輥主要是9Cr2Mo或GCr15合金鋼經(jīng)鍛造、機(jī)加工、表面滲碳淬火等工藝制成的。這種軋輥?zhàn)畲蟮娜毕菥褪窃谳^大壓延力作用下，出現(xiàn)淬硬層表面剝落現(xiàn)象，嚴(yán)重影響軋輥的使用壽命；且原材料昂貴，制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。再就是國內(nèi)最新出現(xiàn)的合金球鐵冷軋輥，這種軋輥全部用合金球墨鑄鐵澆注后經(jīng)等溫淬火和機(jī)加工而成，主要缺點(diǎn)是輥身表面硬度不高，影響軋制板的質(zhì)量；表面硬度提高后軋輥脆性斷裂頻繁，韌性不夠。還有一種報(bào)道是鋼鐵復(fù)合式軋輥，輥身表面用離心澆注方式形成，內(nèi)部、輥頸和傳動方全部用整體合金鋼，兩者經(jīng)加工后，加熱外套，強(qiáng)行壓入。該軋輥的缺點(diǎn)就是兩者均須精密加工，且結(jié)合不牢固，存在有“兩張皮”現(xiàn)象。
本發(fā)明的目的在于提供一條既科學(xué)合理又經(jīng)濟(jì)實(shí)用的、采用熔鑄方法生產(chǎn)的熔鑄復(fù)合材料冷軋輥及其生產(chǎn)工藝，以克服現(xiàn)有軋輥?zhàn)陨砗椭圃旃に囍写嬖诘谋锥?，生產(chǎn)出高質(zhì)量、低成本、具有較強(qiáng)的綜合機(jī)械性能、價(jià)格低廉、使用壽命長的冷軋輥。
本發(fā)明的原理是根據(jù)合金鋼有較高的機(jī)械強(qiáng)度和較大的韌性，而合金鑄鐵具有較高的硬度和很好的耐磨性這一原理，使兩者有機(jī)地結(jié)合起來，取兩者之長、避兩者之短，且用熔鑄方式生產(chǎn)，克服用壓入法結(jié)合不牢的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的熔鑄復(fù)合材料冷軋輥(見附圖
)，是由鋼芯(1)和軋輥外殼(2)組成。軋輥外殼(2)熔鑄在鋼芯(1)上，也就是由熔煉的液態(tài)合金生鐵直接澆注在鋼芯(1)表面上，形成軋輥外殼(2)。鋼芯(1)的材料可根據(jù)工作狀況選用合適的合金結(jié)構(gòu)鋼；軋輥外殼(2)的材料也可根據(jù)工作狀況選用所需的合金鑄鐵。
熔鑄復(fù)合材料冷軋輥的生產(chǎn)主要過程是根據(jù)冷軋輥成品圖紙，截取相應(yīng)的合金結(jié)構(gòu)鋼作為鋼芯(1)，并進(jìn)行拉毛處理，再根據(jù)冷軋輥成品中的輥身部分的尺寸，設(shè)計(jì)制造出所需的澆注成型用金屬鑄模。將鋼芯(1)和金屬鑄模分別加熱到合適的溫度(鋼芯(1)較高、金屬鑄模較低)后進(jìn)行裝配，形成冷軋輥鑄模。鋼芯(1)與金屬鑄模之間形成型腔，將熔煉處理好的合金鑄鐵進(jìn)行澆注，形成軋輥外殼(2)，并熔鑄在鋼芯(1)上，制成熔鑄復(fù)合材料冷軋輥毛坯；再將該毛坯進(jìn)行粗加工、熱處理、精加工，制成熔鑄復(fù)合材料冷軋輥。熱處理工藝可根據(jù)需要選擇強(qiáng)化正火或淬火，主要目的是消除應(yīng)力、增加強(qiáng)度、硬度等綜合機(jī)械性能。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)這種工藝生產(chǎn)出來的冷軋輥，輥身外殼(2)部分是由合金鑄鐵制成，經(jīng)熱處理后，形成馬氏體+貝氏體+殘奧等復(fù)合組織，主要是馬氏體，其表面硬度和顯微硬度均很高，且因?yàn)槭菑?fù)合組織又硬度過渡均勻，不會出現(xiàn)剝落現(xiàn)象；而傳動方和輥頸是用合金鋼制成的鋼芯(1)，經(jīng)熱處理后，機(jī)械強(qiáng)度和韌性都較高，按原來的軋輥設(shè)計(jì)尺寸，完全可滿足要求，不會出現(xiàn)脆斷及其它斷裂現(xiàn)象。這種熔鑄結(jié)合方式，使合金鑄鐵外殼(2)和鋼芯(1)能夠完全熔為一體，特別是鋼芯(1)拉毛處理和預(yù)熱溫度較高，更能充分熔化，合為一體，克服了壓入式的“兩張皮”的缺點(diǎn)。因此，該工藝生產(chǎn)的冷軋輥具有強(qiáng)度高、韌性好、表面硬度高、耐磨性好、制造工藝簡單、成本低、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，是目前生產(chǎn)各種冷軋輥比較理想的工藝。
權(quán)利要求
1.一種由軋輥外殼(2)、鋼芯(1)組成的熔鑄復(fù)合材料冷軋輥，其特征在于所說的軋輥外殼(2)熔鑄在鋼芯(1)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的熔鑄復(fù)合材料冷軋輥，其特征在于熔鑄復(fù)合材料冷軋輥的生產(chǎn)工藝為截取相應(yīng)的合金結(jié)構(gòu)鋼作為鋼芯(1)，并進(jìn)行拉毛處理；根據(jù)輥身部分的尺寸設(shè)計(jì)制造出澆注成型用的金屬鑄模；將鋼芯(1)和金屬鑄模分別加熱到合適的溫度后進(jìn)行裝配；將熔煉處理好的合金鑄鐵進(jìn)行澆注，制成熔鑄復(fù)合材料冷軋輥毛坯；再將該毛坯進(jìn)行粗加工、熱處理、精加工，制成熔鑄復(fù)合材料冷軋輥。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熔鑄復(fù)合材料冷軋輥及其生產(chǎn)工藝。它是把合金鑄鐵的冷軋輥外殼(2)熔鑄在鋼芯(1)上。其制造工藝簡單、成本低，克服了壓入法的“兩張皮”的缺點(diǎn)，使冷軋輥具有強(qiáng)度高、韌性好、表面硬度高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B22D19/16GK1165062SQ96115788
公開日1997年11月19日 申請日期1996年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月13日
發(fā)明者楊長海 申請人:楊長海