[发明专利]一种提高急冷辊使用寿命的方法

说明书

技术领域

本发明属于新材料制造领域，涉及一种提高急冷辊使用寿命的方法，该发明适用于急速冷却凝固的材料制造工艺中所用的急速冷却辊。

背景技术

采用快速急冷方法使熔融的材料急速凝固是已经广泛使用的一种材料制造工艺，这种工艺可以让材料获得某些优异的性质，在新材料研发和制造方面具有广泛的应用。

“急冷辊”是材料急冷凝固工艺中的关键部件，是一个中空的并通有冷却水的金属辊。在急冷辊高速转动状态下，运行过程中，高温熔融液体以一个细流的形式浇注在转辊的表面，使急冷辊表面产生高频的循环热应力，导致表面逐渐产生龟裂纹。严重时一炉高温熔体浇注完后，辊表面就出现很明显龟裂。这很严重地影响了后续工作过程中对熔融液体的冷凝效果，也大大缩短急冷辊的使用寿命。

因此，需要找到一种可以有效抑制急冷辊表面产生裂纹的方法，以便延长急冷辊的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高急冷辊使用寿命的方法。

一种提高急冷辊使用寿命的结构，其特征在于：

许多环型薄片状金属叠在一起，组成一个与水冷辊长度相同的圆筒状组件即环片组结构；所述薄片状金属的平面取向按照垂直于水冷辊的轴向方向；该圆筒状组件套在水冷辊的外面；该圆筒状组件与水冷辊之间通过连接层连接。

一种提高急冷辊使用寿命的方法，其特征在于步骤如下：

将许多环型薄片状金属叠在一起而成，组成一个与水冷辊长度相同的圆筒状组件；所述薄片状金属的平面取向按照垂直于水冷辊的轴向方向；该圆筒状组件套在水冷辊的外面；该圆筒状组件与水冷辊之间通过连接层连接。

进一步，该圆筒状组件与水冷辊之间通过钎焊或粘接连接工艺复合在一起。

进一步，薄片状金属的厚度尺寸在0.1毫米至2毫米的范围。

该结构在表面破坏的情况，因为圆筒状组件与水冷辊采用了分体结构，只更换圆筒状组件即可。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是将圆辊表面采用“环片组结构”来降低热循环应力，从而抑制辊表面的裂纹的产生。环片组结构是由许多的环型薄片状金属叠在一起而成，组成一个与圆辊长度相同的圆筒状组件。该环片组结构所构成的圆筒状组件套在水冷辊的外面。于是，急冷辊的外圆表面实际上是垂直于轴向叠在一起的薄片组成。环片组与水冷辊之间的连接可以通过钎焊或粘接等常规连接工艺复合在一起。这种环片组结构的特征是辊的外圆面不是整体的块体金属表面，而是由许多的薄片状环叠压在一起，并且薄片的平面取向按照垂直于冷辊的轴向方向，片与片之间紧贴在一起。薄片的厚度尺寸通常在0.1微米至2毫米的范围，但并不局限于上述尺寸，是出于加工薄片工艺的要求以及成本考虑，并且越薄越有利于抑制裂纹的产生。

本发明的原理在于：所采用的垂直于冷辊轴向的环片结构中，有许多垂直于辊表面的缝隙，并且这些缝隙都平行于辊的旋转平面，也就是浇注平面。当高温熔体浇注到环片组表面时，辊表面将产生瞬时热膨胀。由于上述缝隙的存在，可以有效地缓解垂直于环片方向的表面热应力，同时根据泊松效应，平行于环片方向的表面热应力也会得到一定缓解。于是熔体浇注产生的表面热循环应力得到有效缓解，从而抑制表面疲劳裂纹的产生及扩展。

本发明的优点在于：

（1）环片组结构中各个环片垂直于辊轴的方向，其形成的缝隙可以有效缓解循环热应力，从而抑制疲劳裂纹的产生。

（2）急冷辊采用“环片组结构”与“辊芯”分体组装的结构，当环片组结构表面在长期使用后达到一定损伤程度时，可以用新的环片组结构替换下来，就可以重新使用，而不必将整个急冷辊报废，可大大降低生产成本。

附图说明

图1是本发明急冷辊结构示意图。其中左边是沿着轴向剖开的剖视图；右边是垂直于轴剖开的剖视图。

图中：1.环片组结构；2.连接层；3.水冷辊芯；4.循环水。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明采用的叠片结构进一步说明。