[发明专利]高性能胶结硬质合金复合轧辊

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种专用于金属压力加工设备上的胶结复合轧辊，尤其是棒材等小型材轧机用的硬质合金复合轧辊，属于金属滚压设备的主要部件。

背景技术

硬质合金轧辊具有卓越的耐磨、耐蚀及单槽轧制寿命，能显著提高生产效率和产品质量等优点，得到了越来越多的重视。如在高线精轧和预精轧机架上，由硬质合金辊环与辊轴组成的整体硬质合金轧辊已得到广泛的应用。然而，这种整体硬质合金轧辊对于要求能承受较大轧制负荷和轧制扭矩的较大尺寸的棒材等小型材轧机来说，无论是从性能上还是从经济上均是不合适的。

为了解决硬质合金在小型材轧机轧辊及线材中轧轧辊的应用问题，一种硬质合金/铁基材料组成的复合辊环技术已经被开发出来，与整体硬质合金辊环相比，复合辊环抗弯强度和抗冲击性能高，能传递较大扭矩，与辊轴装配方式灵活，并可降低30％的硬质合金成本，既可用于棒材等小型轧机上，又可应用在高线轧机中轧机架，从而拓宽了硬质合金轧辊在金属轧制加工领域的应用范围。

现有的复合辊环制造工艺有冶金复合和胶结复合两大类。冶金复合包括铸造、熔焊、热压扩散等，如CN1843644《一种高线硬质合金复合辊环及其制造方法》公开的一种将辊环基体与硬质合金粉料同时装入石墨模具，经热压烧结和正压烧结制造复合辊环的工艺，CN1064827《含有烧结硬质合金和铸铁的轧辊及其制备方法》公开的一种离心铸造+热处理方法制造硬质合金复合辊环及轧辊的工艺。CN1370644《硬质合金——铸钢复合轧辊及其制备方法》公开的硬质合金环与钢基体之间有一互溶过渡区，铸型在浇注前和浇注中需加热的铸造复合工艺，ZL00234186.7《碳化钨复合辊环结构》公开的采用铜、镍、银等在真空中将硬质合金外环与钢内环硬钎焊的复合方式等。这些冶金复合方法虽然具有内外环结合强度高、耐温性能好、可降低硬质合金成本的优点，但工艺复杂，而且由于在高温中制造，还可能存在硬质合金性能下降、结合层因热膨胀率不同导致的各种应力缺陷。

另一种复合工艺是化学胶结工艺，但现有的胶结复合工艺均存在一些缺点，如CN1513617《硬质合金复合轧辊》公开的用含凸出部分的辊轴直接与硬质合金辊环粘接成的复合轧辊工艺；CN1389320《一种复合粘结硬质合金轧辊的制造工艺》公开的用电化学成膜处理过的辊轴与硬质合金辊环及挡圈胶粘复合工艺，这两种直接胶结复合轧辊因胶结面积有限，胶结强度较低，难以满足更大轧制扭矩和轧制力的要求；另一种如CN1597161《硬质合金复合轧辊环的生产方法》公开的采用氧化铜+磷酸无机胶在80-400℃固化，并在复合面开R1键槽的方法制造的硬质合金/钢复合辊环，其密集键槽的加工成本和难度大，有可能胶层松动造成键槽碎裂的后果，并且其胶结强度和能传递的轧制扭矩仍然有限。因此，尽管胶结复合工艺成本低，施工方便，对硬质合金辊环性能影响小，但能传递轧制扭矩的能力均相对较低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的不足，而提供一种制备工艺简单、成本低廉、具有能传递较大轧制扭矩的高性能胶结硬质合金复合轧辊。该复合轧辊既可用于棒材、带材、管材、等各种小型材轧机上，也可应用在高线轧机中轧机架。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它由硬质合金辊环及与之固连的辊轴构成，所述的硬质合金辊环由一复合辊环座、硬质合金环及钢质端面环组成，在铁基辊环座上胶结有硬质合金环，在硬质合金环一侧的至少一侧设置有轴向延伸的辅助粘结台阶圈，硬质合金环一侧边的铁基辊环座上固连有钢质端面环。

所述的硬质合金环的两侧均设置有等同或不同的轴向延伸的辅助粘结台阶圈，且一侧嵌入并胶结在辊环座中，另一侧嵌入并胶结在端面环中。

所述的端面环与硬质合金环相邻的端面上加工有键槽并胶结，端面环上用螺栓与辊环座相互固连并胶结。

所述的胶结采用无机胶或有机胶并至少构成一层1-3mm厚度的胶结层。本发明与现有技术相比，具有制造方便，成本低，复合强度高，传递扭矩能力远高于普通胶结复合轧辊等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的硬质合金复合辊环的结构示意图。

图3是本发明的硬质合金复合辊环的另一实施例结构示意图。

图4是本发明传递扭矩能力比较图。

图5是本发明重量成本增加曲线图。

具体实施方式