專利名稱：一種鑄造雙金屬軋輥的設(shè)備與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無切削金屬機(jī)械加工方面的金屬軋制領(lǐng)域，尤其是指一種鑄造雙金屬軋輥的設(shè)備與方法。在國際專利分類表中應(yīng)該分為B21大類。
背景技術(shù)：
目前，制造工業(yè)軋輥的方法主要有兩種一是電渣重熔法，如用9Cr2Mo為代表的電渣重熔材料生產(chǎn)軋輥，由于其工藝復(fù)雜、技術(shù)要求高，只能生產(chǎn)較小噸位的軋輥；二是用離心澆鑄法，所述離心澆鑄法主要是用離心澆鑄設(shè)備鑄造由輥身和輥軸組成的雙金屬軋輥，這是與本發(fā)明最為接近的技術(shù)，但是該技術(shù)也有缺點(diǎn)離心澆鑄設(shè)備和模具較為復(fù)雜，投資比較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)的不足，提供一種生產(chǎn)設(shè)備少、操作簡便的投資比較小的鑄造雙金屬軋輥的設(shè)備與方法。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的所述的鑄造雙金屬軋輥的設(shè)備包括模具(4)、澆鑄口(6)，在所述模具(4)的上面設(shè)有排氣孔(7)，主要特點(diǎn)在于所述模具(4)為中空的圓柱體，由上、下兩部分組成，在所述模具(4)的下側(cè)設(shè)有澆鑄管道(12)，所述澆鑄口(6)連接到澆鑄管道(12)的外口上，在所述模具(4)的上面設(shè)置惰性氣體輸入孔(13)，在所述惰性氣體輸入孔(13)的外口上連接惰性氣體輸入管道(8)，在所述模具(4)的內(nèi)側(cè)有一個輥身型腔(5)；在所述模具(4)的外側(cè)面繞有感應(yīng)線圈(2)；所述設(shè)備有一個感應(yīng)電源(1)，所述感應(yīng)電源(1)的兩個輸出端連接所述的感應(yīng)線圈(2)的兩端。
在具體實(shí)施例中，所述的感應(yīng)電源(1)為工頻感應(yīng)電源、中頻感應(yīng)電源、高頻感應(yīng)電源。
所述的模具(4)的材料為耐高溫的高強(qiáng)度的非金屬材料。
所述的模具(4)的材料為耐火材料、陶瓷材料。
在所述模具(4)的上、下端面上分別預(yù)留有型材輥軸(3)的上放置口(10)和型材輥軸(3)的下放置口(11)。
所述的鑄造雙金屬軋輥的方法，其主要特點(diǎn)在于1)通過設(shè)在模具(4)的上、下端面上的預(yù)留的型材輥軸(3)的上放置口(10)和型材輥軸(3)的下放置口(11)，把型材輥軸(3)插入模具(4)中，在型材輥軸(3)與模具(4)之間形成輥身型腔(5)，在所述的上放置口(10)和下放置口(11)與型材輥軸(3)之間形成氣密封；2)通過惰性氣體輸入管道(8)和惰性氣體輸入孔(13)，把惰性氣體輸入到所述的輥身型腔(5)內(nèi)，從排氣孔(7)排去輥身型腔(5)內(nèi)的空氣，一直到惰性氣體充滿輥身型腔(5)；3)啟動感應(yīng)電源(1)，把設(shè)置在感應(yīng)線圈(2)內(nèi)的型材輥軸(3)加熱到高溫；4)通過澆鑄口(6)和澆鑄管道(12)把輥身合金液體澆鑄到輥身型腔(5)內(nèi)，一直到輥身合金液體充滿輥身型腔(5)，輥身合金液體與型材輥軸(3)結(jié)合為一體，形成雙金屬軋輥，澆鑄輥身合金液體時形成的多余物從排氣孔(7)排出；5)停止?jié)茶T輥身合金液體、關(guān)閉感應(yīng)電源(1)、停止輸入惰性氣體；6)緩慢冷卻到常溫后，把模具(4)與雙金屬軋輥分離，把雙金屬軋輥排放整齊。
在具體實(shí)施例中，所述的高溫為400-1000℃。
所述的高溫為800℃。
所述的惰性氣體為氬(Ar)氣。這里選擇氬氣主要是因?yàn)槠鋬r格比較便宜、投資比較小的原因，當(dāng)然也可以選擇He、Ne、Kr、Xe等氣體。
由于本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，所述鑄造設(shè)備相當(dāng)簡單，其操作方法也非常簡便，投資有了較大幅度的下降，因而使雙金屬軋輥的制造成本大為降低，更為重要的是使用本發(fā)明所制造的雙金屬軋輥的質(zhì)量有了顯著的提高。


及實(shí)施例下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明，其中附圖1是利用本發(fā)明所制造的產(chǎn)品——雙金屬軋輥的構(gòu)造示意圖。
附圖2是鑄造雙金屬軋輥的設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
附圖3是插入型材輥軸3準(zhǔn)備進(jìn)行鑄造雙金屬軋輥時的設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
附圖1是雙金屬軋輥的構(gòu)造示意圖，它是利用本發(fā)明所制造的產(chǎn)品。為了便于理解本發(fā)明，特在此繪出。在該附圖中可以看到，雙金屬軋輥由兩部分組成型材輥軸(3)和輥身(9)。其中，輥身(9)是由合金液體澆鑄而成。本發(fā)明的一個突出的特點(diǎn)是型材輥軸(3)，這是本發(fā)明和已有技術(shù)的重大區(qū)別之一所述輥軸取材于型材，而非鑄造而成；而已有技術(shù)的輥軸是鑄造的。上述區(qū)別顯示出本發(fā)明具有下述優(yōu)點(diǎn)第一選用現(xiàn)成的型材作輥軸減少了一道鑄造工序，提高了生產(chǎn)效率；第二由型材制成的輥軸的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于由鑄造制成的輥軸的質(zhì)量；第三生產(chǎn)成本降低，價格便宜。
附圖2是鑄造雙金屬軋輥的設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。從該附圖中可以了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征。在附圖2中可以看到1感應(yīng)電源、2感應(yīng)線圈、4模具、5輥身型腔、6澆鑄口、7排氣孔、8惰性氣體輸入管道、10型材輥軸的上放置口、11型材輥軸的下放置口、12澆鑄管道、13惰性氣體輸入孔。從附圖中可以看到模具(4)是一個重要部件，該部件由上、下兩部分組成，在所述模具(4)的上面設(shè)有排氣孔(7)，所述模具(4)為中空的圓柱體，在所述模具(4)的下側(cè)設(shè)有澆鑄管道(12)，澆鑄口(6)連接到澆鑄管道(12)的外口上，在所述模具(4)的上面設(shè)置惰性氣體輸入孔(13)，在所述惰性氣體輸入孔(13)的外口上連接惰性氣體輸入管道(8)。在所述模具(4)的內(nèi)側(cè)有一個輥身型腔(5)，當(dāng)從型材輥軸的上放置口(10)和型材輥軸的下放置口(11)插入型材輥軸(3)時，所述的輥身型腔(5)正好是用于澆鑄輥身的空間。在該附圖中還可以看到，所述設(shè)備有一個感應(yīng)電源(1)，所述感應(yīng)電源(1)的兩個輸出端連接所述的感應(yīng)線圈(2)的兩端。所述的感應(yīng)電源(1)為工頻感應(yīng)電源、中頻感應(yīng)電源、高頻感應(yīng)電源。至于感應(yīng)電源，則屬于已有技術(shù)，此處不再贅述。
所述的模具(4)的材料為耐高溫的高強(qiáng)度的非金屬材料。例如，可以是耐火材料、陶瓷材料等。
附圖3是插入型材輥軸3，準(zhǔn)備進(jìn)行鑄造雙金屬軋輥時的設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)進(jìn)行鑄造雙金屬軋輥時，第一步工序是
通過設(shè)在模具(4)的上、下端面上的預(yù)留的型材輥軸(3)的上放置口(10)和型材輥軸(3)的下放置口(11)(上述兩放置口可以從附圖2中清楚地看到)，把型材輥軸(3)插入到模具(4)中，型材輥軸(3)插入的位置要滿足預(yù)定的雙金屬軋輥的尺寸的要求，一般型材輥軸(3)兩端所留的尺寸相等，特殊情況例外。完成上述這一步之后，就可以實(shí)現(xiàn)兩個目的第一在型材輥軸(3)與模具(4)之間形成輥身型腔(5)，為澆注合金輥身作好了準(zhǔn)備；第二在所述的上放置口(10)和下放置口(11)與型材輥軸(3)之間形成氣密封(結(jié)合附圖1和附圖2一起看)，這就為第二步工序作好準(zhǔn)備。
第二步工序是通過惰性氣體輸入管道(8)和惰性氣體輸入孔(13)，把惰性氣體輸入到所述的輥身型腔(5)內(nèi)，從排氣孔(7)排去輥身型腔(5)內(nèi)的空氣，一直到惰性氣體充滿輥身型腔(5)后，即為第三步工序作好準(zhǔn)備。
第三步工序是啟動感應(yīng)電源(1)，把設(shè)置在感應(yīng)線圈(2)內(nèi)的型材輥軸(3)加熱到高溫。在加熱型材輥軸(3)時，惰性氣體一直在通著。也即是說在惰性氣體的保護(hù)下加熱型材輥軸(3)！這可以防止型材輥軸(3)氧化。當(dāng)加熱到高溫后，即為第四步工序作好準(zhǔn)備。
第四步工序是通過澆鑄口(6)和澆鑄管道(12)把輥身合金液體澆鑄到輥身型腔(5)內(nèi)，一直到輥身合金液體充滿輥身型腔(5)。此時，輥身合金液體與型材輥軸(3)結(jié)合為一體，形成雙金屬軋輥。澆鑄輥身合金液體時形成的多余物(包括澆鑄時形成的殘渣、蒸汽等)從排氣孔(7)排出。在澆鑄過程中，惰性氣體在通著，型材輥軸(3)一直加熱在高溫狀態(tài)。在輥身合金液體充滿輥身型腔(5)后，即為第五步工序作好準(zhǔn)備。
第五步工序是停止?jié)茶T輥身合金液體、關(guān)閉感應(yīng)電源(1)、停止輸入惰性氣體。然后進(jìn)一步完成第六步工序。
第六步工序是緩慢冷卻到常溫后，把模具(4)與雙金屬軋輥分離(模具由上、下兩部分組成，可以方便地分開)，把雙金屬軋輥排放整齊。
上述工序可以大批量地周期、循環(huán)地進(jìn)行，這可以使生產(chǎn)效率更為提高。改變模具(4)的尺寸，就可以生產(chǎn)不同規(guī)格的雙金屬軋輥。
在上述工序中所述的高溫為400-1000℃。最佳溫度是800℃。在整個程序中所使用的惰性氣體為氬氣。因?yàn)闅鍤庾顬楸阋?，?dāng)然也使雙金屬軋輥的生產(chǎn)成本最低。原則上也可以使用其它保護(hù)氣體，只要安全、不氧化、便宜即可。
實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明所涉及的設(shè)備相當(dāng)簡單，生產(chǎn)工藝也比較簡短、容易操作，因此可以使生產(chǎn)效率大為提高；更為重要的是由于整個生產(chǎn)工序是在通著惰性保護(hù)氣體時，在高溫下進(jìn)行的，這使型材輥軸和輥身結(jié)合地非常牢固，從而使雙金屬軋輥的質(zhì)量大為提高。
權(quán)利要求
1.一種鑄造雙金屬軋輥的設(shè)備，所述設(shè)備包括模具(4)、澆鑄口(6)，在所述模具(4)的上面設(shè)有排氣孔(7)，其特征在于所述模具(4)為中空的圓柱體，由上、下兩部分組成，在所述模具(4)的下側(cè)設(shè)有澆鑄管道(12)，所述澆鑄口(6)連接到澆鑄管道(12)的外口上，在所述模具(4)的上面設(shè)置惰性氣體輸入孔(13)，在所述惰性氣體輸入孔(13)的外口上連接惰性氣體輸入管道(8)，在所述模具(4)的內(nèi)側(cè)有一個輥身型腔(5)；在所述模具(4)的外側(cè)面繞有感應(yīng)線圈(2)；所述設(shè)備有一個感應(yīng)電源(1)，所述感應(yīng)電源(1)的兩個輸出端連接所述的感應(yīng)線圈(2)的兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造雙金屬軋輥的設(shè)備，其特征在于所述的感應(yīng)電源(1)為工頻感應(yīng)電源、中頻感應(yīng)電源、高頻感應(yīng)電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造雙金屬軋輥的設(shè)備，其特征在于所述的模具(4)的材料為耐高溫的高強(qiáng)度的非金屬材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的鑄造雙金屬軋輥的設(shè)備，其特征在于所述的模具(4)的材料為耐火材料、陶瓷材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造雙金屬軋輥的設(shè)備，其特征在于在所述模具(4)的上、下端面上分別預(yù)留有型材輥軸(3)的上放置口(10)和型材輥軸(3)的下放置口(11)。
6.一種鑄造如權(quán)利要求1所述的雙金屬軋輥的方法，其特征在于1)通過設(shè)在模具(4)的上、下端面上的預(yù)留的型材輥軸(3)的上放置口(10)和型材輥軸(3)的下放置口(11)，把型材輥軸(3)插入模具(4)中，在型材輥軸(3)與模具(4)之間形成輥身型腔(5)，在所述的上放置口(10)和下放置口(11)與型材輥軸(3)之間形成氣密封；2)通過惰性氣體輸入管道(8)和惰性氣體輸入孔(13)，把惰性氣體輸入到所述的輥身型腔(5)內(nèi)，從排氣孔(7)排去輥身型腔(5)內(nèi)的空氣，一直到惰性氣體充滿輥身型腔(5)；3)啟動感應(yīng)電源(1)，把設(shè)置在感應(yīng)線圈(2)內(nèi)的型材輥軸(3)加熱到高溫；4)通過澆鑄口(6)和澆鑄管道(12)把輥身合金液體澆鑄到輥身型腔(5)內(nèi)，一直到輥身合金液體充滿輥身型腔(5)，輥身合金液體與型材輥軸(3)結(jié)合為一體，形成雙金屬軋輥，澆鑄輥身合金液體時形成的多余物從排氣孔(7)排出；5)停止?jié)茶T輥身合金液體、關(guān)閉感應(yīng)電源(1)、停止輸入惰性氣體；6)緩慢冷卻到常溫后，把模具(4)與雙金屬軋輥分離，把雙金屬軋輥排放整齊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述的高溫為400-1000℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求6、7所述的方法，其特征在于所述的高溫為800℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述的惰性氣體為氬氣。
全文摘要
一種鑄造雙金屬軋輥的設(shè)備與方法，所述設(shè)備包括模具，所述模具為中空的圓柱體，由上、下兩部分組成。在模具的下側(cè)設(shè)有澆鑄管道，澆鑄口連接到澆鑄管道的外口上。在模具的上面設(shè)置惰性氣體輸入孔，在惰性氣體輸入孔的外口上連接惰性氣體輸入管道。在模具的內(nèi)側(cè)有一個輥身型腔。在模具的外側(cè)面繞有感應(yīng)線圈。所述設(shè)備有一個感應(yīng)電源，該電源的兩個輸出端連接感應(yīng)線圈的兩端。由于整個生產(chǎn)工序是在通著惰性保護(hù)氣體時，在高溫下進(jìn)行的，這使型材輥軸和輥身結(jié)合地非常牢固，從而使雙金屬軋輥的質(zhì)量大為提高。
文檔編號B22D19/16GK1390663SQ0212131
公開日2003年1月15日 申請日期2002年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月14日
發(fā)明者韓國強(qiáng) 申請人:韓國強(qiáng)