[發明專利]利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置以及溫控方法

有效

• 申請號: 201310033561.7
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103149952A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 周明;劉長隆;張洪玉
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20;C23C24/10
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司 44311
• 代理人: 哈達

技術領域

本發明涉及一種溫控裝置以及溫控方法，用于在激光熔覆對軋輥進行加工時對軋輥進行溫度控制。

背景技術

激光熔覆始于20世紀70年代，是一種新型的材料表面加工技術，其利用激光作為能源，將熔覆材料預置在基體材料表面形成耐磨涂層。

高速線材軋輥是線材生產的重要工具，傳統的高速線材軋輥采用硬質合金粉末燒結成輥環，與滾軸通過機械結合構成軋輥。我國已連續多年鋼產量世界第一，其中線材產量占鋼鐵總產量的17.9%。每年生產線材需求消耗幾百噸硬質合金輥環。當輥環破裂或因磨損尺寸超標時，輥環就會報廢，造成大量貴重金屬的浪費。

利用激光熔覆技術進行軋輥加工，和傳統的表面處理技術（如：等離子噴涂、堆焊等）相比，有著稀釋率小、熱輸入小、工件變形小、界面結合為冶金結合等優點。

在利用激光熔覆加工軋輥的過程中，軋輥表面需要加熱，并保持恒定的溫度，現有技術中通常對軋輥進行整體預熱，然后再進行激光熔覆，然而，通常軋輥尺寸較大，整體預熱較難保持軋輥各個部分產生均勻穩定的溫度場，而且激光熔覆的過程中，軋輥表面的溫度均勻性以及穩定性仍然較難控制從而易導致熔覆材料與軋輥表面難形成緊密結合的冶金涂層，且在加工過程中涂層和軋輥之間容易產生氣孔，從而降低了軋輥表面涂層的均勻性。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種在激光熔覆加工軋輥的過程中，可較好地控制軋輥溫度的溫控裝置以及溫控方法。

一種利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置，包括：一溫控箱以及一溫控器，該溫控箱用于放置軋輥，包括一箱體以及多個加熱器，該箱體包括多個子箱體單元；所述加熱器間隔設置在該溫控箱內，并均勻分布于所述多個子箱體單元內；該溫控器包括溫度采集模塊、多路開關、控制器以及通信模塊。所述溫度采集模塊設置于所述溫控箱內，用于檢測所述軋輥在每個所述子箱體單元內的局部溫度；所述控制器通過所述通信模塊接收所述溫度采集模塊采集到的局部溫度，并通過所述多路開關反饋到一個或多個子箱體單元的所述加熱器進行加熱或保溫。

一種應用于軋輥激光熔覆的溫度控制方法，包括以下步驟：將軋輥分成多個區段；實時采集每個區段內軋輥的溫度；以及根據采集到的軋輥各個區域內的溫度，加熱或保溫處理每個區域內軋輥的溫度，使每個區域內軋輥的溫度均保持在預定溫度。

相較于現有技術，本發明實施例所述溫控裝置具有多個子箱體單元，每個子箱體單元均設置有加熱器，該每個子箱體單元內的加熱器之間可獨立加熱，從而使該溫控裝置內的溫度可以局部調節。因此，當應用于激光熔覆加工軋輥的預熱保溫裝置時，可給所述軋輥提供一個穩定均勻的溫度場。從而在激光熔覆加工軋輥的過程中，可在所述軋輥表面形成均勻致密度高、內部組織性能均勻且與所述軋輥結合力好的激光熔覆層。此外，利用該溫控裝置和溫控方法對所述軋輥進行分區溫度控制，從而在激光熔覆時，可有效地避免了所述激光熔覆層氣孔的產生。此外，由于所述溫控裝置可拼接拆卸，適用于各種尺寸的軋輥。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置的結構功能框圖。

圖2?為本發明實施例提供的利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置中箱體的結構側視示意圖。

圖3為本發明實施例提供的利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置中溫控箱的正視結構示意圖。

圖4為本發明實施例提供的利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置中加熱器的結構示意圖。

圖5為本發明實施例提供的利用激光熔覆加工軋輥的溫控方法的流程圖。

主要元件符號說明