[發明專利]用于制造復合輥的方法和由該方法制造的復合輥

無效

• 申請號: 201380034293.9
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號: CN104411420A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 卡爾·H·施羅德
• 申請（專利權）人: 卡爾·H·施羅德
• 主分類號: B21B27/03
• 分類號: B21B27/03;B23K15/00;B23K15/04
• 代理公司: 北京嘉和天工知識產權代理事務所(普通合伙) 11269
• 代理人: 嚴慎;支媛

本發明涉及用于制造復合輥的方法，其中工作層通過粉末的熱等靜壓被產生在基礎本體上。

本發明還涉及復合輥，所述復合輥包括基礎本體和通過粉末的熱等靜壓被施加到所述基礎本體的工作層，以及附接到所述基礎本體的側部的輥頸。

在當今的相關技術中，用于平坦的鋼鐵產品(例如鋼帶或片狀鋼材)的熱工作輥幾乎專門被構成為復合輥，所述復合輥已經或者將會以離心鑄造工藝來制造。在本文中，集成外部工作層被提供來安裝在芯上，所述芯包括具有模制的輥頸的基礎本體。工作層通常由合金冷硬鑄鐵、高鉻合金鋼或工具鋼構成。所述芯通常由球墨鑄鐵制成。除了這些之外，還存在這樣的輥，其中工作層圍繞鋼軸被鑄造。對于小軋機設計來說，還存在這樣的輥，其中所述工作層通過粉末的熱等靜壓(在本行業內被稱為“HIP”)被施加。

根據現有技術水平，用于由鋼鐵或有色金屬材料制成的平坦的產品的冷工作輥以及用于有色金屬的熱工作輥由單個鍛鋼件來制造，并且在該過程中，輥的工作區域然后被硬化，尤其通過感應硬化。

在輥的工程處理中，存在對通過進一步減少磨損改善輥性能的需求。針對這一點，重要的是，工作層是盡可能的耐磨的，所述工作層形成在輥的基礎本體上并且在操作期間經歷最大的應力。從輥的耐磨性來說，與工作層配合的基礎本體也是重要的并且也應當被優化來使輥的耐久性最大化。最后，同樣的情況也適用于輥頸，所述輥頸被連接到驅動單元并且力經由所述輥頸被傳遞。

用于熱或冷帶鋼軋機的工作輥沿輥的縱向軸具有大的尺寸，這可以容易地達到數米。這些大尺寸使得更難以便宜的方式生產高耐磨性的輥。

本發明的目的在于提供在介紹中描述的類型的方法，利用該方法可以有效地且符合成本效益地制造高耐磨復合輥，并且同時，該方法針對不同輥尺寸來說還應當是靈活的。

本發明的另一目的在于提供在介紹中描述的類型的復合輥，該復合輥可以在不考慮其長度的情況下，被有效地且符合成本效益地大規模制造。

如果在介紹中描述的類型的方法中，在基礎本體的熱等靜壓之后輥頸通過焊接被附接到基礎本體，則本發明的與方法相關的目的被解決。

本發明使用這樣的發現，即，與專家預期相反的是，用來在操作期間傳遞力的輥頸無需與基礎本體一體構造或者通過緊固裝置固定到基礎本體，而是也可以隨后通過焊接被附接。令人驚喜的是，已經表明在操作期間，在輥頸和基礎本體之間的接合處的相應焊縫是足夠穩固的，以承受即便是高的負載。因為輥頸直到后來才被附接，所以還可能的是，使用這樣的基礎本體，該基礎本體具有利用當前可用于熱等靜壓的最大機器的尺寸，有4.0米的工作區。因此，一方面，高耐磨復合輥可以被制造，因為工作層通過熱等靜壓被施加，針對該熱等靜壓可以不費力地找到適合的粉末(例如，工具鋼粉末)。另一方面，利用現有熱等靜壓機器的尺寸意味著復合輥也可以被制造為具有對應的工作層尺寸，這一點通過輥頸隨后被附接的事實而成為可能。

如果輥頸通過電子束焊接被附接到基礎本體是尤為有益的。電子束焊接僅導致高度局部化的加熱，從而在焊接期間基礎本體不經歷熱應力或者針對基礎本體的熱負載是極低的。這是尤為有益的，因為復合輥的最大使用壽命不是單獨由工作層來決定的，而且也是由基礎本體和輥來決定的。

可建議的是，輥頸在焊接時被定位地固定在基礎本體上，以確保在輥頸和本體之間獲得可能的最完美的接合。定位和固定可以以定位焊機、冷縮配合連接的方式或者如果基礎本體的設計和輥頸允許其通過拉桿來實現。輥頸和基礎本體之間的螺紋連接也是可能的，從而待焊接物品在焊接期間相對于彼此是不可動的。

在優選的變化方式中，貫通孔在熱等靜壓操作之前被創建在基礎本體中。所述孔優選地由切割方法(優選地，鉆孔)形成?；A本體中的貫通孔便利磨損性質以及基礎本體的內部應力狀態的受控調節。

在熱等靜壓中，粉末通常被圍包在金屬外殼中，所述金屬外殼被選定尺寸從而在與燒結相關聯的收縮之后，獲得期望的膜厚度。基礎本體可以被提供得比工作層更長，并且在至少一個位置，優選地在兩端部處，突伸到金屬外殼或粉末壓制筒之外，所述金屬外殼或粉末壓制筒被橫向地附接到基礎本體?；A本體則略長于工作層，這具有如下益處，即在隨后的輥頸焊接期間，工作層不會受到焊接操作期間生成的熱的損害。如果孔或洞被提供在基礎本體中，并且所述孔或洞在熱等靜壓期間從壓制筒向外延伸，這還具有如下益處，即所述本體中的溫度梯度在加熱期間被顯著降低，然而在其外側的燒結導致粉末(例如，工具鋼粉末)的加工。