专利名称：钢、铁胶粘组合轧辊工艺的制作方法
技术领域：
本发明是冶金工业中的黑色金属或有色金属压力加工成型时，所使用的轧辊制造工艺。
现有的轧辊制造有两大类。一类是整体铸铁或整体锻钢轧辊，整体铸铁轧辊虽有较高的使用层硬度(HS65-78)，但强度低易发生脆性断辊，轧辊的寿命短;整体锻钢轧辊，虽有胶高的强度，克服了脆性断辊现象，但工作层硬度不高，不耐磨，易产生轧辊表面与钢材表面粘连，影响钢材表面质量和发生缠辊等重大缺点。第二类为复合轧辊，其中又分热装复合与铸造复合两种形式，它们的共同优点是能提高轧辊工作层的硬度，延长轧辊寿命，但辊套又不能拆卸更换，导致工作层达到报废尺寸时，则连同辊芯同时报废，即造成金属料、合金、热能、电能、资金等大量浪费，增大了消耗。
本发明的目的是研制出一种新的钢、铁胶粘组合轧辊工艺，轧辊的辊芯和辊套既可胶粘组合，又可拆卸分离更换，并对辊芯和辊套的材质化学成份进行新的配方，克服了现有技术的缺点。
本发明如
图1辊芯，是低合金高强度韧性好的铸钢或锻钢材质，辊芯加工有三个台阶，1为辊身，它的台阶表面与辊芯中心平行，与辊芯端部垂直，台阶2为辊劲部位，台阶3为梅花头(或偏头)，台阶1、2、3为同一材质，材质化学成份按重量百分比计如下C3-3.8、Si1-1.8、Mn0.3-1、P＜0.1、S＜0.1、Ni＜0.2、Cr＜0.1、Mo＜0.5其余为Fe和杂质。图2辊套是用高合金、多元素的合金铸铁(或铸钢)的材质，以离心铸造，真空铸造、电渣重熔、真空冶炼、粉末冶金等方式成型，其辊套的内园和外园应是同中心的厚壁套或环，辊套材质的化学成份按重量百分比计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其余为Fe和杂质。辊套的热处理要求第一次处理用250-320℃的较低温度进行热处理，以分解残余的奥氏体;第二次处理用350-450℃温度进行热处理，消除残余应力。图3是轧辊胶粘组合图，将辊套1和辊芯2胶粘组合成整体的轧辊，胶粘时根据需要选用有机胶，无机胶，厌氧胶等。胶粘组合的方法有三种第一种，胶粘热等静压法将辊套加热到150℃左右，将涂有胶粘剂的辊芯与辊套进行胶粘组合，最后以每小时20℃左右的速度降温至40℃左右，辊套逐渐冷却，使胶层得到等效的固化静压力。第二种，胶粘冷等静压法将辊芯冷却(液氮)到零下20-40℃时，立即与涂了胶的辊套进行胶粘组合，然后恢复到常温，利用金属热胀的力量使胶层自行得到等效的固化压力;第三种，胶粘重力均压法将辊芯与辊套的粘合面加工成相同的锥度(千分之1-7)，涂胶组合后利用辊套或辊芯自身重力，使胶层得到均衡的固化压力。其次，辊套与辊芯拆卸方法有三种第一种，电力热功拆卸法，利用工频或中频电力使辊套加热到300℃左右，利用辊套的胀力功能，迫使胶层粘结力破坏，将辊套与辊芯分离开;第二种，火力热功拆卸法，利用火力加热功能使辊套胀力破怀胶层粘结力，将辊套与辊芯分开;第三种，电力火花物理法，利用电火花的功能使辊套与辊芯分离开-即将辊套开裂分离而不伤辊芯。
本发明依据研究出的设计胶粘组合轧辊的经验公式1、单位面积有效粘接扭剪强度τP
τP=K1· (τ1＋τ2＋……＋τn)/(n) (单位MPa)式中τn-为粘接试件扭剪强度;
K1-为有效粘接系数，一般取0.5-0.9;
τP-为单位面积有效扭剪强度。
n-为粘接试件数，一般取10。
2、确定辊套经济尺寸d2d2＝k2.d1(单位cm)式中d1-为辊套外径尺寸k2-为经济系数，一般取0.45-0.9d2-为辊套内径经济尺寸，在满足轧辊整体强度(辊套强度)的前提下，d2值越大越经济可靠。
3、辊套与辊芯和粘接界面抗扭矩等强度配合计算MK＝r.p(单位t-m)即MK≥M辊芯＞Mpmax式中P-为胶粘界面总的园周粘接力(单位t)r-为胶粘部位受力半径(单位m)MK-为胶粘界面总抗扭矩(单位t-m)M芯-为辊芯的破坏扭矩Mpmax-为轧辊的最大轧制扭矩4、胶粘组合轧辊的可靠系数nn= (MK)/(Mpmax)式中n-为可靠系数一般取5-12。
本发明与现有技术相比简化原轧辊设计与制造工艺，提高轧辊成品合格率，具有好的耐磨性，耐热裂纹性，抗脆性断裂，硬度达到HS78-85，轧辊使用寿命比传统轧辊寿命提高两倍左右。本发明的显著进步是不必每一个辊套配一只辊芯，而在每种轧辊中需准备6-8个辊芯，其它辊套全部作为轧辊的配件以更新换套，取代传统的全部整体轧辊备用。
本发明的实施例是将辊套和辊芯分别按照轧辊的技术要求运用经验公式进行设计，然后再根据轧辊的几何尺寸，材质的化学成份，选用不同制造方法，辊套选用真空铸造，或离心铸造，电渣重熔，粉末冶金等方式制造毛胚，辊芯选用真空铸造或锻造取得钢质毛胚，又分别加工到装配组合尺寸，进行热处理及质量检验，就从三种胶粘组合方法中，选用最优一种将辊芯和辊套组合为整体轧辊。
权利要求
1.一种冶金工业中的黑色金属或有色金属压力加工成型时使用的轧辊，其特征在于轧辊的辊芯和辊套胶粘组合使用了胶粘热等静压法，胶粘冷等自压法，胶粘重力均压法；轧辊的辊芯和辊套拆卸使用了电力热功拆卸法，电力火花物理法，火力热功拆卸法；其中有效胶粘系数为0.5～0.9，辊套的经济系数为0.45-0.9，胶粘组合轧辊的可靠系数为5-12，辊套和辊芯的粘接抗扭矩强度应大于或等于辊芯的破坏扭矩，辊芯的破坏扭矩要大于轧辊的最大轧制扭矩。
2.按权利要求1所述的轧辊，其特征在于胶粘热等静压法，将辊套加热到150℃左右，再把辊芯涂上胶粘剂与辊套胶粘组合，又以每小时20℃速度降温至40℃左右;胶粘冷等自压法;把辊芯冷却(液氮)到零下20-40℃与辊套胶粘组合后放到常温;胶粘重力均压法;辊芯和辊套的粘合面加工成斜度千分之1-7，然后胶粘组合利用辊套重力均压固化。
3.按权利要求1或2所述的轧辊，其特征在于电力热功拆卸法，用工频或中频电力把辊套加热到300℃左右，把辊套与辊芯分离开;火力热功拆卸法，用火力加热辊套，使辊套胀力破坏胶层粘接力将辊套与辊芯分离开;电力火花物理法;用电火花使辊套开裂后脱离辊芯。
全文摘要
本发明是冶金工业中的黑色金属或有色金属压力成型时所使用的轧辊制造工艺，轧辊的辊芯和辊套采用了三种胶粘组合，有胶粘热等静压法，胶粘冷等自压法，胶粘重力均压法；轧辊的辊芯和辊套有三种拆卸方法电力热功拆卸法；电力火花物理法，火力热功拆卸法；与现有整体轧辊相比，提高轧辊的合格率，具有好的耐磨性，耐热裂纹性，抗脆性断裂，硬度达到HS78-85，大量的节约了金属料，贵重合金、能源和资金。轧辊寿命比传统方式提高两倍左右。
文档编号B21B27/02GK1059482SQ9110728
公开日1992年3月18日 申请日期1991年8月22日 优先权日1991年8月22日
发明者贾永新 申请人:重庆钢铁公司