專利名稱：硬質(zhì)合金－鑄鋼復(fù)合軋輥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在金屬型材軋制領(lǐng)域中應(yīng)用的通過(guò)離心鑄造方法，將一個(gè)或幾個(gè)硬質(zhì)合金環(huán)澆入鑄鋼中而生成硬質(zhì)合金與鑄鋼之間具有冶金結(jié)合的復(fù)合軋輥。
在金屬型材軋制領(lǐng)域中，廣泛使用耐磨鑄鐵軋輥、耐磨鑄鋼軋輥或兩者與其它合金的復(fù)合軋輥軋制金屬型材，這些軋輥使用壽命短，已不能適應(yīng)現(xiàn)代高速軋制生產(chǎn)的需要。隨著硬質(zhì)合金生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，人們已將硬質(zhì)合金應(yīng)用在軋輥中，但這種用硬質(zhì)合金工作環(huán)與鋼質(zhì)驅(qū)動(dòng)軸機(jī)械連接的組合軋輥，無(wú)論是采用何種連接方式，都因硬質(zhì)合金是脆性材料，容易破損、斷裂等，軋輥達(dá)不到由硬質(zhì)合金工作環(huán)的高耐磨性所決定的使用期限而早期失效，同時(shí)硬質(zhì)合金使用量大，造價(jià)昂貴，軋輥的形狀和尺寸也受到限制。
本人的實(shí)用新型專利《一種硬質(zhì)合金-鋼復(fù)合材料耐磨制件》(專利號(hào)99249965.8)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)公開(kāi)了用金屬型鑄造法制備的硬質(zhì)合金-鋼復(fù)合材料耐磨制件，硬質(zhì)合金-鑄鋼復(fù)合軋輥?zhàn)匀灰舶ㄔ谄渲?，但這種復(fù)合軋輥不僅在質(zhì)量上尚有待改進(jìn)，且軋輥的軸向尺寸也受到一定的限制。
本發(fā)明的目的是提供一種軸向尺寸更大、應(yīng)用范圍更廣、產(chǎn)品質(zhì)量更優(yōu)、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益更好的、硬質(zhì)合金和鑄鋼冶金結(jié)合為一體的復(fù)合軋輥。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在實(shí)用新型專利(專利號(hào)99249965.8)的基礎(chǔ)上，采用制備通常旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的公知技術(shù)--離心鑄造法制備硬質(zhì)合金-鑄鋼復(fù)合軋輥，其特征是澆注前和澆注過(guò)程中，由安裝在鑄型周圍的加熱裝置對(duì)鑄型外壁進(jìn)行加熱，待硬質(zhì)合金工作環(huán)與鋼液接觸的表面均熔融(厚度為幾到幾十微米)后停止加熱，立刻由安裝在鑄型周圍的冷卻裝置對(duì)鑄型外壁進(jìn)行冷卻。此時(shí)，鋼液首先在硬質(zhì)合金工作環(huán)和鑄型內(nèi)壁凝固，并快速向中心定向推進(jìn)。在離心力的作用下，金屬中的夾渣、氣泡向鋼液內(nèi)部集中。若軋輥是空心環(huán)體，旋轉(zhuǎn)和冷卻直到鋼液全部冷卻凝固時(shí)才停止。軋輥中心夾渣、氣泡較多的內(nèi)圈待加工時(shí)切除。若軋輥是實(shí)心軸體，待結(jié)晶前沿到達(dá)鑄型內(nèi)徑的1/4處時(shí)，鑄型的旋轉(zhuǎn)和冷卻就中止，然后讓其靜態(tài)凝固，鑄件中的夾渣和氣泡在鋼液浮力的作用下上浮到鋼液的上表面，凝固后的鑄件的上端澆冒口含有較多夾渣、氣泡，而這可在以后的機(jī)械加工中予以去除。
采用離心鑄造法制備的硬質(zhì)合金-鑄鋼復(fù)合軋輥，基體斷面上是細(xì)小等軸晶粒的組織，鑄件的致密度高，力學(xué)性能好，這是金屬型鑄造法制備的復(fù)合軋輥難以達(dá)到的。由于硬質(zhì)合金工作環(huán)與鋼基體冶金結(jié)合為一整體，因而它既具有硬質(zhì)合金高硬度、高耐磨性的優(yōu)點(diǎn)，又具有鑄鋼的高強(qiáng)度、高韌性的長(zhǎng)處，故而復(fù)合軋輥的使用壽命不僅是耐磨鑄鐵軋輥、耐磨鑄鋼軋輥或兩者與其它合金的復(fù)合軋輥的幾倍、十幾倍、甚至幾十倍，也高于任何其他機(jī)械連接方式組裝的硬質(zhì)合金工作環(huán)與鋼質(zhì)驅(qū)動(dòng)軸的組合軋輥。另一方面，冶金結(jié)合的硬質(zhì)合金-鑄鋼復(fù)合軋輥與機(jī)械連接的組合軋輥比較，硬質(zhì)合金的使用量和機(jī)械加工量都大大減少(如高速線材軋機(jī)用軋輥可減少3/4-4/5)，且軸向尺寸也可大大加長(zhǎng)。
以下，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。


圖1是原有技術(shù)的硬質(zhì)合金-鑄鋼組合軋輥的視圖。
圖2是本發(fā)明的硬質(zhì)合金-鑄鋼復(fù)合軋輥的視圖。
在表示原有技術(shù)硬質(zhì)合金-鋼的組合軋輥的圖1中，硬質(zhì)合金工作環(huán)1在圓柱頭內(nèi)六角螺釘、彈簧墊圈和粘結(jié)劑的作用下與輥環(huán)套3、端環(huán)2固定在一起的，然后在兩小圓螺母5的作用下與驅(qū)動(dòng)軸4緊固在一起。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施實(shí)例。圖中1為硬質(zhì)合金-鑄鋼復(fù)合軋輥的硬質(zhì)合金工作環(huán)，2為鋼基體，3為過(guò)渡區(qū)--冶金焊合層。
本發(fā)明可采用多種硬質(zhì)合金與多種鑄鋼匹配來(lái)制備不同用途的硬質(zhì)合金-鑄鋼復(fù)合軋輥，但最佳的實(shí)施方式是Cr2C3基硬質(zhì)合金與鑄造不銹鋼匹配。
權(quán)利要求
1.一種用于制備硬質(zhì)合金-鑄鋼復(fù)合軋輥的離心鑄造方法，其特征是鑄型周圍設(shè)有加熱和冷卻裝置，以便澆注鋼液前和澆注中對(duì)鑄型壁加熱，澆注后對(duì)鑄型壁進(jìn)行冷卻。
2.一種用權(quán)利要求1所述的方法制備的硬質(zhì)合金-鑄鋼復(fù)合軋輥含有一個(gè)或幾個(gè)硬質(zhì)合金工作環(huán)(1)和鋼基體(2)，其特征是在所述硬質(zhì)合金工作環(huán)(1)和鋼基體(2)之間，還含有二者互溶形成的冶金結(jié)合層(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硬質(zhì)合金-鑄鋼復(fù)合軋輥，其特征是工作環(huán)(1)為Cr2C3基的硬質(zhì)合金，鋼基體(2)為鑄造不銹鋼。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可用于熱軋或冷軋的、含有硬質(zhì)合金和鑄鋼的復(fù)合軋輥及其制備方法,其特征是:硬質(zhì)合金工作環(huán)與鋼基體之間有一互溶的過(guò)渡區(qū),即其組成成分和金相組織均有別于兩原組元的冶金結(jié)合層;而鑄型在澆注前和澆注中需加熱。這種復(fù)合軋輥既具有硬質(zhì)合金的高硬度高耐磨性,又具有鑄鋼的高強(qiáng)度高韌性,其使用壽命與生產(chǎn)成本之比均大大高于硬質(zhì)合金軋輥、耐磨鑄鐵軋輥和耐磨鑄鋼軋輥,其生產(chǎn)廠商和用戶都因此而大受其益。
文檔編號(hào)B22D13/00GK1370644SQ0110688
公開(kāi)日2002年9月25日 申請(qǐng)日期2001年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月22日
發(fā)明者曾忠勇 申請(qǐng)人:曾忠勇