[發明專利]一種提高急冷輥使用壽命的方法

有效

• 申請號: 201410117834.0
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103894567A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 王波;胡德志;朱曉崗;馬棟
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B22D11/06
• 分類號: B22D11/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明屬于新材料制造領域，涉及一種提高急冷輥使用壽命的方法，該發明適用于急速冷卻凝固的材料制造工藝中所用的急速冷卻輥。

背景技術

采用快速急冷方法使熔融的材料急速凝固是已經廣泛使用的一種材料制造工藝，這種工藝可以讓材料獲得某些優異的性質，在新材料研發和制造方面具有廣泛的應用。

“急冷輥”是材料急冷凝固工藝中的關鍵部件，是一個中空的并通有冷卻水的金屬輥。在急冷輥高速轉動狀態下，運行過程中，高溫熔融液體以一個細流的形式澆注在轉輥的表面，使急冷輥表面產生高頻的循環熱應力，導致表面逐漸產生龜裂紋。嚴重時一爐高溫熔體澆注完后，輥表面就出現很明顯龜裂。這很嚴重地影響了后續工作過程中對熔融液體的冷凝效果，也大大縮短急冷輥的使用壽命。

因此，需要找到一種可以有效抑制急冷輥表面產生裂紋的方法，以便延長急冷輥的使用壽命。

發明內容

本發明的目的是提供一種提高急冷輥使用壽命的方法。

一種提高急冷輥使用壽命的結構，其特征在于：

許多環型薄片狀金屬疊在一起，組成一個與水冷輥長度相同的圓筒狀組件即環片組結構；所述薄片狀金屬的平面取向按照垂直于水冷輥的軸向方向；該圓筒狀組件套在水冷輥的外面；該圓筒狀組件與水冷輥之間通過連接層連接。

一種提高急冷輥使用壽命的方法，其特征在于步驟如下：

將許多環型薄片狀金屬疊在一起而成，組成一個與水冷輥長度相同的圓筒狀組件；所述薄片狀金屬的平面取向按照垂直于水冷輥的軸向方向；該圓筒狀組件套在水冷輥的外面；該圓筒狀組件與水冷輥之間通過連接層連接。

進一步，該圓筒狀組件與水冷輥之間通過釬焊或粘接連接工藝復合在一起。

進一步，薄片狀金屬的厚度尺寸在0.1毫米至2毫米的范圍。

該結構在表面破壞的情況，因為圓筒狀組件與水冷輥采用了分體結構，只更換圓筒狀組件即可。

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案是將圓輥表面采用“環片組結構”來降低熱循環應力，從而抑制輥表面的裂紋的產生。環片組結構是由許多的環型薄片狀金屬疊在一起而成，組成一個與圓輥長度相同的圓筒狀組件。該環片組結構所構成的圓筒狀組件套在水冷輥的外面。于是，急冷輥的外圓表面實際上是垂直于軸向疊在一起的薄片組成。環片組與水冷輥之間的連接可以通過釬焊或粘接等常規連接工藝復合在一起。這種環片組結構的特征是輥的外圓面不是整體的塊體金屬表面，而是由許多的薄片狀環疊壓在一起，并且薄片的平面取向按照垂直于冷輥的軸向方向，片與片之間緊貼在一起。薄片的厚度尺寸通常在0.1微米至2毫米的范圍，但并不局限于上述尺寸，是出于加工薄片工藝的要求以及成本考慮，并且越薄越有利于抑制裂紋的產生。

本發明的原理在于：所采用的垂直于冷輥軸向的環片結構中，有許多垂直于輥表面的縫隙，并且這些縫隙都平行于輥的旋轉平面，也就是澆注平面。當高溫熔體澆注到環片組表面時，輥表面將產生瞬時熱膨脹。由于上述縫隙的存在，可以有效地緩解垂直于環片方向的表面熱應力，同時根據泊松效應，平行于環片方向的表面熱應力也會得到一定緩解。于是熔體澆注產生的表面熱循環應力得到有效緩解，從而抑制表面疲勞裂紋的產生及擴展。

本發明的優點在于：

（1）環片組結構中各個環片垂直于輥軸的方向，其形成的縫隙可以有效緩解循環熱應力，從而抑制疲勞裂紋的產生。

（2）急冷輥采用“環片組結構”與“輥芯”分體組裝的結構，當環片組結構表面在長期使用后達到一定損傷程度時，可以用新的環片組結構替換下來，就可以重新使用，而不必將整個急冷輥報廢，可大大降低生產成本。

附圖說明

圖1是本發明急冷輥結構示意圖。其中左邊是沿著軸向剖開的剖視圖；右邊是垂直于軸剖開的剖視圖。

圖中：1.環片組結構；2.連接層；3.水冷輥芯；4.循環水。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明采用的疊片結構進一步說明。