一種具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥，包括銅套、內(nèi)芯和兩個蓋板，兩個蓋板分別固定連接于所述銅套的開口兩端并與所述銅套配合形成一個用于容納內(nèi)芯的封閉空間；還包括一個主軸，所述主軸貫穿所述兩個蓋板和所述內(nèi)芯的中心設置；其中所述內(nèi)芯為圓柱體結構，所述內(nèi)芯朝向所述銅套的外周面上設置有2個以上的凸棱，所述凸棱從所述內(nèi)芯的一端環(huán)繞所述內(nèi)芯的外周面螺旋延伸至所述內(nèi)芯的另一端，多個所述凸棱對應設置形成冷卻水通過的多頭螺旋通道。銅套在高速旋轉下，螺旋形凸棱對附著于銅輥內(nèi)表面的水產(chǎn)生攪動作用，進而克服了銅輥內(nèi)表面和循環(huán)水之間存在的層流現(xiàn)象，增強了銅輥的冷卻能力，確保了非晶帶材的質量。
【專利說明】一種具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種冷卻輥，具體涉及一種適用于非晶態(tài)合金鑄帶設備所用的具 有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥，屬于傳熱【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 非晶合金是近幾十年來國際上發(fā)展非常熱門且極具戰(zhàn)略性意義的新型材為之一， 現(xiàn)有技術中非晶合金通常采用快速凝固技術設備，即將特定成分的合金熔液通過噴嘴澆注 在連續(xù)運動的冷卻體上或冷卻液中，合金熔液快速凝固而形成非晶態(tài)合金。非晶態(tài)合金的 平面流鑄造技術，已被廣泛應用于非晶態(tài)合金薄帶的生產(chǎn)過程中，在非晶態(tài)合金平面流鑄 造設備有中，冷卻體是設備的重要組成部分之一，冷卻體的冷卻能力直接影響非晶帶材的 性能和質量，在非晶態(tài)合金的平面流鑄帶設備中，已被廣泛采用的冷卻體是采用循環(huán)水冷 卻的銅輥，當合金熔液通過噴嘴澆筑在水冷銅輥的外表面時，由于銅具有較大的導熱系統(tǒng)， 使合金熔液的熱量通過熱傳導迅速傳到銅輥的內(nèi)表面，銅輥的內(nèi)表面有冷卻水通過，因此 熱量被循環(huán)冷卻水帶走。
[0003] 非晶帶材的制備工藝對冷卻輥面溫度要求嚴格，因為輥面與熔融金屬直接接觸， 決定著金屬的冷卻速度和成型質量，一般情況下，當熔融金屬凝固時釋放的熱量不能及時 由冷卻輥套外表面?zhèn)髦羶?nèi)表面而被冷卻水帶走，將會導致輥套表面溫度升高，金屬液的冷 卻速度下降，最終得不到非晶組織。因此，優(yōu)化冷卻輥的結構，調整工藝參數(shù)，將冷卻輥溫度 場控制在一定溫度值內(nèi)，對獲得高質量的非晶態(tài)合金帶具有重要的意義。
[0004] 中國專利文獻CN103418764A公開了一種生產(chǎn)非晶納米晶軟磁材料的冷卻輥裝 置，其主要包括輥基體、輥套、兩個蓋板和主軸，主軸上設有輥基體，輥基體外圓側設有輥 套，輥基體兩側分別設有兩個蓋板，并且通過輥套相連，兩個蓋板外周邊設有與輥套相配合 的凸環(huán)，輥基體外圓中心區(qū)域設有環(huán)形凸臺，輥套內(nèi)表面中心區(qū)域排布有螺旋形水槽，螺旋 形水槽端面與輥基體的凸臺外圓面貼合形成螺旋形冷卻水流動通道，輥套內(nèi)表面外側與兩 個蓋板以及輥基體外圓面共同圍成左右兩個對稱的階梯形環(huán)形等間距冷卻水流動通道。該 冷卻輥的輥套的內(nèi)表面上設置有內(nèi)螺旋結構，其輥套加工制造困難，銅輥材料浪費；另外， 上述螺旋結構為單螺旋通道，其水流速度相對較慢，兩側對稱的階梯形環(huán)形通道，在冷卻輥 旋轉時會形成渦流，不利于冷卻水的通過，且水流速度減慢容易使得冷卻輥進出水口的溫 差增大，影響非晶帶材的質量。 實用新型內(nèi)容
[0005] 為解決現(xiàn)有技術中冷卻輥的輥套加工制造困難，且冷卻水流通過程中容易形成渦 流，不利于冷卻水通過的問題，進而提供一種冷卻能力高，制作工藝簡單的具有新型內(nèi)芯結 構的冷卻輥。
[0006] 為此，本實用新型采取的方案為，
[0007] -種具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥，包括銅套、內(nèi)芯和兩個蓋板，所述兩個蓋板分別 固定連接于所述銅套的開口兩端并與所述銅套配合形成一個用于容納所述內(nèi)芯的封閉空 間；還包括一個主軸，所述主軸貫穿所述兩個蓋板和所述內(nèi)芯的中心設置，在所述主軸內(nèi)開 設有冷卻水流通通道；其中所述內(nèi)芯為圓柱體結構，所述內(nèi)芯朝向所述銅套的外周面上設 置有2個以上的凸棱，所述凸棱從所述內(nèi)芯的一端環(huán)繞所述內(nèi)芯的外周面螺旋延伸至所述 內(nèi)芯的另一端，多個所述凸棱對應設置形成冷卻水通過的多頭螺旋通道。
[0008] 上述具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥中，所述多頭螺旋通道的螺距為15_25mm。
[0009] 上述具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥中，所述凸棱沿所述內(nèi)芯徑向的寬度為2_5mm，所 述凸棱沿所述內(nèi)芯軸向的寬度為4-8mm。
[0010] 上述具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥中，所述凸棱沿所述內(nèi)芯徑向的寬度為5mm，所述 凸棱沿所述內(nèi)芯軸向的寬度為5mm，所述多頭螺旋通道的螺距為20mm。
[0011] 上述具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥中，所述內(nèi)芯朝向所述銅套的外周面上設置有4 個凸棱，4個所述凸棱的始端均勻分布在所述內(nèi)芯的外周面的同一圓周上。
[0012] 上述具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥中，所述凸棱的終端和始端分別與所述內(nèi)芯的兩 邊緣之間有空隙。
[0013] 上述具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥中，所述凸棱與所述內(nèi)芯一體設置，且所述凸棱 與所述銅套相接觸。
[0014] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點，
[0015] (1)本實用新型的銅套在高速旋轉下，螺旋形凸棱對附著于銅輥內(nèi)表面的水產(chǎn)生 攪動作用，進而克服了銅輥內(nèi)表面和循環(huán)水之間存在的層流現(xiàn)象，增強了銅輥的冷卻能力， 確保了非晶帶材的質量。
[0016] (2)本實用新型的冷卻輥，所述多頭螺旋通道的大導程、小螺距的結構縮短了冷卻 水的通過時間，降低了出口冷卻水的溫度，縮小了冷動輥進出水口的溫差，更好地保證非晶 成型的過冷度。
[0017] (3)本實用新型的冷卻輥，所述螺旋通道的是多頭螺旋，使得螺旋通道大導程布置 的前提下，保證足夠的熱交換面積，保證非晶成型的過冷度。
[0018] (4)本實用新型的冷卻輥，所述螺旋通道布置于內(nèi)芯外表面，使得常規(guī)機加工制造 時，成型容易，節(jié)省銅套材料的使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實用新型的具體實施 例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0020] 圖1是本實用新型所述冷卻輥的結構示意圖；
[0021] 圖2是本實用新型所述冷卻輥的剖視示意圖；
[0022] 圖3是本實用新型所述螺旋通道示意圖；
[0023] 圖4為本實用新型2個凸棱的設置方式示意圖。
[0024] 圖中附圖標記表不為：1_主軸，2_右蓋板，3_內(nèi)芯，4_銅套，5_左蓋板，6_凸棱。

【具體實施方式】
[0025] 如圖1和2所示的一種具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥，包括銅套4、內(nèi)芯3、左蓋板5 和右蓋板2,左右蓋板分別固定連接于所述銅套4的開口兩端并與所述銅套4配合形成一個 用于容納所述內(nèi)芯3的封閉空間；還包括一個主軸1，所述主軸貫穿兩個蓋板和所述內(nèi)芯的 中心設置，在所述主軸內(nèi)開設有冷卻水流通通道；其中，所述內(nèi)芯3為圓柱體結構，所述內(nèi) 芯3朝向所述銅套4的外周面上設置有2個凸棱，所述凸棱從所述內(nèi)芯的一端環(huán)繞所述內(nèi) 芯的外周面螺旋延伸至所述內(nèi)芯的另一端，2個所述凸棱對應設置形成冷卻水通過的兩頭 螺旋通道（如圖3和4所示）。在本實施方式中，所述凸棱沿所述內(nèi)芯徑向的寬度為5_， 所述凸棱沿所述內(nèi)芯軸向的寬度為5mm，所述雙頭螺旋通道的螺距為20mm，導程為40mm。
[0026] 作為可替代的實施方式，最優(yōu)選地，所述內(nèi)芯朝向所述銅套的外周面上設置有4 個凸棱，4個所述凸棱的始端均勻分布在所述內(nèi)芯的外周面的同一圓周上。
[0027] 在上述實施方式的基礎上，所述凸棱的終端和始端分別與所述內(nèi)芯的兩邊緣之間 有空隙。
[0028] 在上述實施方式的基礎上，所述凸棱與所述內(nèi)芯一體設置，且所述凸棱與所述銅 套相接觸。
[0029] 在其它實施方式中，所述凸棱可以設置3個、5個或更多個，所述螺距可以為15mm、 18mm、22mm或其它值，優(yōu)選設置在15-25mm的范圍內(nèi)，
[0030] 所述凸棱沿所述內(nèi)芯徑向的寬度可以為2mm、3mm或其它值只要在2-5mm的范圍內(nèi) 即可，所述凸棱沿所述內(nèi)芯軸向的寬度可以為4mm、7mm或其它值只要在為4-8_的范圍內(nèi) 即可。
[0031] 顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對 于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或 變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或 變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。
【權利要求】
1. 一種具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥，包括銅套、內(nèi)芯和兩個蓋板，所述兩個蓋板分別 固定連接于所述銅套的開口兩端并與所述銅套配合形成一個用于容納所述內(nèi)芯的封閉空 間； 還包括一個主軸，所述主軸貫穿所述兩個蓋板和所述內(nèi)芯的中心設置，在所述主軸內(nèi) 開設有冷卻水流通通道； 其特征在于， 所述內(nèi)芯為圓柱體結構，所述內(nèi)芯朝向所述銅套的外周面上設置有2個以上的凸棱， 所述凸棱從所述內(nèi)芯的一端環(huán)繞所述內(nèi)芯的外周面螺旋延伸至所述內(nèi)芯的另一端，多個所 述凸棱對應設置形成冷卻水通過的多頭螺旋通道。
2. 根據(jù)權利要求1所述的具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥，其特征在于， 所述多頭螺旋通道的螺距為15_25mm。
3. 根據(jù)權利要求2所述的具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥，其特征在于，所述凸棱沿所述 內(nèi)芯徑向的寬度為2-5mm，所述凸棱沿所述內(nèi)芯軸向的寬度為4-8mm。
4. 根據(jù)權利要求3所述的具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥，其特征在于， 所述凸棱沿所述內(nèi)芯徑向的寬度為5mm，所述凸棱沿所述內(nèi)芯軸向的寬度為5mm，所述 多頭螺旋通道的螺距為20mm。
5. 根據(jù)權利要求4所述的具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥，其特征在于，所述內(nèi)芯朝向所 述銅套的外周面上設置有4個凸棱，4個所述凸棱的始端均勻分布在所述內(nèi)芯的外周面的 同一圓周上。
6. 根據(jù)權利要求4或5所述的具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥，其特征在于，所述凸棱的終 端和始端分別與所述內(nèi)芯的兩邊緣之間有空隙。
7. 根據(jù)權利要求6所述的具有新型內(nèi)芯結構的冷卻輥，其特征在于，所述凸棱與所述 內(nèi)芯一體設置，且所述凸棱與所述銅套相接觸。
【文檔編號】B22D11/06GK203900420SQ201420299851
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權日:2014年6月6日
【發(fā)明者】于昊龍, 李雅博, 李卓遠, 張亞棟 申請人:日照博遠非晶金屬材料有限公司