專利名稱：鋼、鐵膠粘組合軋輥工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是冶金工業(yè)中的黑色金屬或有色金屬壓力加工成型時，所使用的軋輥制造工藝。
現(xiàn)有的軋輥制造有兩大類。一類是整體鑄鐵或整體鍛鋼軋輥，整體鑄鐵軋輥雖有較高的使用層硬度(HS65-78)，但強度低易發(fā)生脆性斷輥，軋輥的壽命短;整體鍛鋼軋輥，雖有膠高的強度，克服了脆性斷輥現(xiàn)象，但工作層硬度不高，不耐磨，易產生軋輥表面與鋼材表面粘連，影響鋼材表面質量和發(fā)生纏輥等重大缺點。第二類為復合軋輥，其中又分熱裝復合與鑄造復合兩種形式，它們的共同優(yōu)點是能提高軋輥工作層的硬度，延長軋輥壽命，但輥套又不能拆卸更換，導致工作層達到報廢尺寸時，則連同輥芯同時報廢，即造成金屬料、合金、熱能、電能、資金等大量浪費，增大了消耗。
本發(fā)明的目的是研制出一種新的鋼、鐵膠粘組合軋輥工藝，軋輥的輥芯和輥套既可膠粘組合，又可拆卸分離更換，并對輥芯和輥套的材質化學成份進行新的配方，克服了現(xiàn)有技術的缺點。
本發(fā)明如

圖1輥芯，是低合金高強度韌性好的鑄鋼或鍛鋼材質，輥芯加工有三個臺階，1為輥身，它的臺階表面與輥芯中心平行，與輥芯端部垂直，臺階2為輥勁部位，臺階3為梅花頭(或偏頭)，臺階1、2、3為同一材質，材質化學成份按重量百分比計如下C3-3.8、Si1-1.8、Mn0.3-1、P＜0.1、S＜0.1、Ni＜0.2、Cr＜0.1、Mo＜0.5其余為Fe和雜質。圖2輥套是用高合金、多元素的合金鑄鐵(或鑄鋼)的材質，以離心鑄造，真空鑄造、電渣重熔、真空冶煉、粉末冶金等方式成型，其輥套的內園和外園應是同中心的厚壁套或環(huán)，輥套材質的化學成份按重量百分比計C2.3-2.9、Si＞0.1＜1.5、Mn0.5-1、P0.1以下，S0.1以下，Ni3.8-5.2、Cr1.7-2.7Mo0.4-1.0其余為Fe和雜質。輥套的熱處理要求第一次處理用250-320℃的較低溫度進行熱處理，以分解殘余的奧氏體;第二次處理用350-450℃溫度進行熱處理，消除殘余應力。圖3是軋輥膠粘組合圖，將輥套1和輥芯2膠粘組合成整體的軋輥，膠粘時根據需要選用有機膠，無機膠，厭氧膠等。膠粘組合的方法有三種第一種，膠粘熱等靜壓法將輥套加熱到150℃左右，將涂有膠粘劑的輥芯與輥套進行膠粘組合，最后以每小時20℃左右的速度降溫至40℃左右，輥套逐漸冷卻，使膠層得到等效的固化靜壓力。第二種，膠粘冷等靜壓法將輥芯冷卻(液氮)到零下20-40℃時，立即與涂了膠的輥套進行膠粘組合，然后恢復到常溫，利用金屬熱脹的力量使膠層自行得到等效的固化壓力;第三種，膠粘重力均壓法將輥芯與輥套的粘合面加工成相同的錐度(千分之1-7)，涂膠組合后利用輥套或輥芯自身重力，使膠層得到均衡的固化壓力。其次，輥套與輥芯拆卸方法有三種第一種，電力熱功拆卸法，利用工頻或中頻電力使輥套加熱到300℃左右，利用輥套的脹力功能，迫使膠層粘結力破壞，將輥套與輥芯分離開;第二種，火力熱功拆卸法，利用火力加熱功能使輥套脹力破懷膠層粘結力，將輥套與輥芯分開;第三種，電力火花物理法，利用電火花的功能使輥套與輥芯分離開-即將輥套開裂分離而不傷輥芯。
本發(fā)明依據研究出的設計膠粘組合軋輥的經驗公式1、單位面積有效粘接扭剪強度τP
τP=K1· (τ1＋τ2＋……＋τn)/(n) (單位MPa)式中τn-為粘接試件扭剪強度;
K1-為有效粘接系數(shù)，一般取0.5-0.9;
τP-為單位面積有效扭剪強度。
n-為粘接試件數(shù)，一般取10。
2、確定輥套經濟尺寸d2d2＝k2.d1(單位cm)式中d1-為輥套外徑尺寸k2-為經濟系數(shù)，一般取0.45-0.9d2-為輥套內徑經濟尺寸，在滿足軋輥整體強度(輥套強度)的前提下，d2值越大越經濟可靠。
3、輥套與輥芯和粘接界面抗扭矩等強度配合計算MK＝r.p(單位t-m)即MK≥M輥芯＞Mpmax式中P-為膠粘界面總的園周粘接力(單位t)r-為膠粘部位受力半徑(單位m)MK-為膠粘界面總抗扭矩(單位t-m)M芯-為輥芯的破壞扭矩Mpmax-為軋輥的最大軋制扭矩4、膠粘組合軋輥的可靠系數(shù)nn= (MK)/(Mpmax)式中n-為可靠系數(shù)一般取5-12。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比簡化原軋輥設計與制造工藝，提高軋輥成品合格率，具有好的耐磨性，耐熱裂紋性，抗脆性斷裂，硬度達到HS78-85，軋輥使用壽命比傳統(tǒng)軋輥壽命提高兩倍左右。本發(fā)明的顯著進步是不必每一個輥套配一只輥芯，而在每種軋輥中需準備6-8個輥芯，其它輥套全部作為軋輥的配件以更新?lián)Q套，取代傳統(tǒng)的全部整體軋輥備用。
本發(fā)明的實施例是將輥套和輥芯分別按照軋輥的技術要求運用經驗公式進行設計，然后再根據軋輥的幾何尺寸，材質的化學成份，選用不同制造方法，輥套選用真空鑄造，或離心鑄造，電渣重熔，粉末冶金等方式制造毛胚，輥芯選用真空鑄造或鍛造取得鋼質毛胚，又分別加工到裝配組合尺寸，進行熱處理及質量檢驗，就從三種膠粘組合方法中，選用最優(yōu)一種將輥芯和輥套組合為整體軋輥。
權利要求
1.一種冶金工業(yè)中的黑色金屬或有色金屬壓力加工成型時使用的軋輥，其特征在于軋輥的輥芯和輥套膠粘組合使用了膠粘熱等靜壓法，膠粘冷等自壓法，膠粘重力均壓法；軋輥的輥芯和輥套拆卸使用了電力熱功拆卸法，電力火花物理法，火力熱功拆卸法；其中有效膠粘系數(shù)為0.5～0.9，輥套的經濟系數(shù)為0.45-0.9，膠粘組合軋輥的可靠系數(shù)為5-12，輥套和輥芯的粘接抗扭矩強度應大于或等于輥芯的破壞扭矩，輥芯的破壞扭矩要大于軋輥的最大軋制扭矩。
2.按權利要求1所述的軋輥，其特征在于膠粘熱等靜壓法，將輥套加熱到150℃左右，再把輥芯涂上膠粘劑與輥套膠粘組合，又以每小時20℃速度降溫至40℃左右;膠粘冷等自壓法;把輥芯冷卻(液氮)到零下20-40℃與輥套膠粘組合后放到常溫;膠粘重力均壓法;輥芯和輥套的粘合面加工成斜度千分之1-7，然后膠粘組合利用輥套重力均壓固化。
3.按權利要求1或2所述的軋輥，其特征在于電力熱功拆卸法，用工頻或中頻電力把輥套加熱到300℃左右，把輥套與輥芯分離開;火力熱功拆卸法，用火力加熱輥套，使輥套脹力破壞膠層粘接力將輥套與輥芯分離開;電力火花物理法;用電火花使輥套開裂后脫離輥芯。
全文摘要
本發(fā)明是冶金工業(yè)中的黑色金屬或有色金屬壓力成型時所使用的軋輥制造工藝，軋輥的輥芯和輥套采用了三種膠粘組合，有膠粘熱等靜壓法，膠粘冷等自壓法，膠粘重力均壓法；軋輥的輥芯和輥套有三種拆卸方法電力熱功拆卸法；電力火花物理法，火力熱功拆卸法；與現(xiàn)有整體軋輥相比，提高軋輥的合格率，具有好的耐磨性，耐熱裂紋性，抗脆性斷裂，硬度達到HS78-85，大量的節(jié)約了金屬料，貴重合金、能源和資金。軋輥壽命比傳統(tǒng)方式提高兩倍左右。
文檔編號B21B27/02GK1059482SQ9110728
公開日1992年3月18日 申請日期1991年8月22日 優(yōu)先權日1991年8月22日
發(fā)明者賈永新 申請人:重慶鋼鐵公司