一种热镀锌锌锅辊及其轴头的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种热镀锌锌锅辊的轴头，该轴头的外圆周面上开设有用以排出锌渣的沟槽，该沟槽自轴头的内端部螺旋延伸至轴头的外端部，沟槽的旋向设置为：当轴头转动时，锌渣沿着沟槽朝轴头外端部排出；在轴头的外圆周面上具有一自熔性合金层；在自熔性合金层上具有一碳化钨涂层。本发明还公开了一种热镀锌锌锅辊，其包括上述轴头和辊身，该述轴头设于辊身轴向方向的两端端部。本发明的热镀锌锌锅辊的轴头具备防卡死失效功能，且该轴头的耐磨性好，抗腐蚀性优良，从而避免了频繁维修或更换的情况发生，以延长轴头的使用寿命。本发明的热镀锌锌锅辊具有防卡功能，耐磨性以及抗腐蚀性，使用寿命长，既节省了生产所需时间，又节约了生产制造成本。
【专利说明】一种热镀锌锌锅辊及其轴头
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种辊件及其轴头，尤其涉及一种用于热镀锌工艺的辊件及其轴头。【背景技术】
[0002] 沉没辊和稳定辊都是热镀锌锅的重要部件之一。由于锌锅内的锌液温度高达 460°C以上，浸没在锌锅内的辊件均采用具有一定间隙的轴头和轴套配合形式，然而，在锌 液中不可避免地会存在包括锌的氧化物，锌和其他金属形成的合金氧化物等杂质组成的锌 渣，因此，这些锌液中的微小锌渣会进入轴头和轴套的间隙中，对轴头造成严重磨损，由此 引发轴头卡死现象，从而使得辊件在锌锅中不转动或转动不同步，进而导致镀锌钢板表面 出现擦伤或划伤等表面缺陷。
[0003] 现有热镀锌锅的辊件在轴头转动部位设有轴套，轴头和轴套采用为间隙配合的方 式。由于在热镀锌生产中的锌液里浮游着微小锌渣，尤其在生产热镀锌GA板产品时，锌液 中的锌渣更加坚硬，这些锌渣窜入辊件轴头与轴套的配合间隙里，容易造成轴头与轴套更 为严重的磨损。此外，由于轴头表面容易被锌液腐蚀而造成表面粘结锌渣，因此，造成轴头 上合金层增厚，从而也会引起轴头与轴套的卡死。为了防止轴头的磨损与腐蚀，现有技术采 用在轴头处设置一种如图1所示的耐磨套，在该辊件轴头12上镶嵌有轴头耐磨套13,在辊 件轴头两端部分别设有耐磨板11，轴头耐磨套13采用硬质合金材质。
[0004] 当图1所示的轴头耐磨套磨损时，不仅需要对耐磨套进行更换，还需要及时更换 辊件。即便使用了耐磨套，仍然会存在辊件轴头表面结渣、易腐蚀以及锌渣窜入而造成卡死 失效等问题。尤其是对于热镀锌锅中的稳定辊来说，带钢与辊件辊面的包角比较小，摩擦力 也相对小，因此，稍微有一点锌渣窜入就会造成轴头与轴套之间卡死，此外，耐磨套的设置 也延长了每次轴头的维修时间。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种热镀锌锌锅辊的轴头，该轴头的抗磨损和耐腐蚀性能 好，具备良好的自动排渣功能以及较长的使用寿命，从而避免了因轴头卡死失效而造成的 维修和更换，从而提高了生产效率。
[0006] 本发明的另一目的在于提供一种热镀锌锌锅辊，其具有自动排渣功能，且具有良 好的耐磨性和耐腐蚀性。
[0007] 为了实现上述目的，本发明提供了一种热镀锌锌锅辊的轴头，在轴头的外圆周面 上开设有用以排出锌渣的沟槽，该沟槽自轴头的内端部螺旋延伸至轴头的外端部，且沟槽 的旋向设置为：当轴头转动时，锌渣沿着沟槽朝轴头外端部排出；并且该轴头的外圆周面 上具有自熔性合金层；该自熔性合金层上还具有碳化钨涂层。
[0008] 本发明所述的热镀锌锌锅辊的轴头通过设置螺旋延伸的沟槽，使得锌渣可以沿着 沟槽朝轴头外端部排出，从而防止微小锌渣窜入轴头和轴套间的缝隙中，进而避免了两者 的卡死失效。此外，本技术方案还通过对轴头表面进行改质处理，即在轴头的外圆周面上 喷焊自熔性合金层，提高了轴头的耐磨性，还通过在自熔性合金层上喷涂碳化钨层来增强 轴头的防腐蚀性，用以防止轴头表面遭锌液腐蚀后表面粘结锌渣而造成轴头径向厚度的增 力口，从而进一步避免轴头和轴套的卡死失效。
[0009] 优选地，本发明所述的热镀锌锌锅辊的轴头中的沟槽的深度为3_5mm。
[0010] 进一步地，本发明所述的热镀锌锌锅辊的轴头中的沟槽为圆弧形的圆弧槽。这是 因为圆弧槽更有利于排渣。
[0011] 更进一步地,上述沟槽的弧面半径为10-12mm。
[0012] 在一种实施方式下，本发明所述的热镀锌锌锅辊的轴头中的沟槽与与之相邻的轴 头水平段的过渡圆角半径为l_3mm。将过渡圆角半径限制在l-3mm范围内是为了锌渣能够 顺利进入用于排渣的沟槽中，从而提高排渣效果。
[0013] 进一步地，本发明所述热镀锌锌锅辊的轴头中的自熔性合金层的合金成分体系为 Co-B-Si-WC。
[0014] 更进一步地，本发明所述热镀锌锌锅辊的轴头中的碳化钨涂层中C0-WC的比例 ^ 20wt%〇
[0015] 通常，碳化钨涂层中的C0-WC含量越高，轴头的耐腐蚀性能就越好。但是由于在合 金成分体系为Co-B-Si-WC的自熔性合金层中已经含有Co-WC，为了获得较好的重熔性，需 要控制碳化钨涂层中Co-WC的比例不能超过20%。
[0016] 进一步地，本发明所述的热镀锌锌锅辊的轴头中的自熔性合金层的厚度为2-4mm。 当轴头表面实施喷焊厚度达到2-4mm时，其表面硬度可达HV800-850以更好地提高轴头的 耐磨性能。
[0017] 进一步地，本发明所述的热镀锌锌锅辊的轴头中的碳化钨涂层的厚度为 0. 08-0. 1mm。
[0018] 根据本发明的另一目的，本发明还提供了一种热镀锌锌锅辊，其包括上文所述的 轴头以及辊身，该轴头设于辊身轴向方向的两端端部。
[0019] 本技术方案在辊件两端部的轴头外圆周面上均开设可以排出锌渣的沟槽，该沟槽 沿轴头的轴向方向从其内端部延伸至其外端部，沟槽整体呈现螺旋状，其中，位于辊身两端 的轴头上的沟槽的螺旋方向正好相反，也就是说，当辊件一端轴头上的沟槽的旋转方向为 右旋时，则另一端轴头上的沟槽的旋转方向就为左旋，因此，当水平放置辊件并从正面观察 辊件时，位于辊身两端的轴头上的沟槽会根据锌锅辊的转向（逆时针还是顺时针）整体呈现 出正八字《/ \，，型或倒八字《 \ / "型，以实现锌渣在锌锅辊的转动过程中沿着沟槽自动 地从轴头外端部排出。
[0020] 与现有的锌锅辊相比较，本发明所述的技术方案取消了耐磨套的设置，而直接在 锌锅辊的轴头上开设排渣沟槽，不仅避免锌渣窜入而造成轴头和轴套的卡死失效，还简化 了锌锅辊的结构。
[0021] 在一种优选的实施方式下，上述热镀锌锌锅辊的辊身的外圆周面上具有碳化钨涂 层。该碳化钨涂层与轴头上的碳化钨涂层相同，均用于防止锌液对锌锅辊辊件的严重腐蚀。
[0022] 本发明的热镀锌锌锅辊能够作为浸入锌液中的沉没辊或稳定辊在热镀锌工艺中 使用。
[0023] 本发明所述的热镀锌锌锅辊的轴头，能够将锌渣在辊件旋转过程中自动排出，且 该轴头的耐磨性好，抗腐蚀性优良，从而避免了轴头的频繁修理和更换，延长了轴头的使用 寿命。
[0024] 本发明所述的热镀锌锌锅辊也具有自动排渣功能，因而可以有效防止卡死，从而 提高了热镀锌锌锅辊的使用寿命，提高了生产效率。另外，由于本技术方案所述的热镀锌锌 锅辊不易发生卡死失效，其能够最大程度地防止辊件划伤或擦伤带钢表面，能够提高成品 钢板的产品质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1为现有热镀锌锅辊件的结构示意图。
[0026] 图2为本发明所述的热镀锌锌锅辊在一种实施方式下的结构示意图。
[0027] 图3为图2所示的热镀锌锌锅辊右端轴头的结构示意图。
[0028] 图4为图3所示的热镀锌锌锅辊的轴头在I处的结构示意图。
[0029] 图5显示了本发明所述的热镀锌锌锅辊的轴头的表面涂层。
[0030] 图6为本发明所述的热镀锌锌锅辊与现有辊件轴头耐磨量的对比图。
【具体实施方式】
[0031] 下面将结合说明书附图和具体的实施方式来对本发明所述的热镀锌锌锅辊及其 轴头做进一步的解释说明，但是该解释说明并不构成对本技术方案的不当限定。
[0032] 图2显示了本发明所述的热镀锌锌锅辊在一种实施方式下的结构，其中省略了热 镀锌锌锅辊辊身的中间部分。图3显示了该热镀锌锌锅辊的右端部轴头的具体结构。
[0033] 如图2和图3所示，热镀锌锌锅辊30包括辊身31和设于辊身轴向方向两端部的轴 头32, 32'，轴头32, 32'分别对应套设有辊臂衬套34, 34'，轴头32位于辊身31的右端部， 而轴头32'位于辊身31的左端部，在轴头32, 32'的外圆周面上分别开设有沟槽33, 33'， 且沟槽33,33'分别自轴头32,32'的内端部螺旋延伸至轴头32,32'的外端部，在轴头32， 32'的外圆周面上均喷焊有自熔性合金层，且在自熔性合金层上还喷涂有碳化钨涂层。从 图2中可以看出，左右两端部轴头的沟槽螺旋方向相反，整体呈现为" / \ "字形，对应这种 设置的热镀锌锌锅辊30的转动方向为从A方向看的逆时针，即随着热镀锌锌锅辊的逆时 针转动，窜入的锌渣会分别沿着沟槽33,33'自动地朝轴头外端部排出。若热镀锌锌锅辊 的转动方向为从A方向看去的顺时针，则位于辊身左右两端部轴头上的沟槽就应整体呈现 " \ / "字形,才能实现锌渣的顺利排出。
[0034] 图4显示了图3中的热镀锌锌锅辊的轴头在I处的放大结构。从图4中可以看出， 轴头32的沟槽33为圆弧槽，其弧面半径RlO为10-12mm。另外，沟槽33的深度t可以设置 为3-5mm，沟槽33与与之相邻的轴头水平段35的过渡圆角36半径Rl可以设置为l-3mm， 相邻沟槽33之间的螺距P为20-30mm。
[0035] 图5显示了本发明所述的热镀锌锌锅辊的轴头表面的涂层。为了能进一步提高 热镀锌锌锅辊轴头的耐磨损性，轴头的外圆周面上喷焊有自熔性合金层37,其厚度T为 2-4mm，硬度可达HV800-850。该自熔性合金层的合金成分体系可以采用Co-B-Si-WC，或是 其他本领域的技术人员知晓的其他耐磨损涂层。此外，为了进一步提升热镀锌锌锅辊轴 头的抗腐蚀能力，轴头的自熔性合金层上还喷涂有碳化钨涂层，该碳化钨涂层厚度设置为 0. 08-0. 1mm。由于在合金成分体系为Co-B-Si-WC的自熔性合金层中已经含有Co-WC，需要 控制碳化钨涂层中Co-WC的比例< 20%以获得较好的重熔性。
[0036] 本技术方案所述的热镀锌锌锅辊的辊身的外圆周面上也可以喷涂碳化钨涂层，该 碳化钨涂层可以与轴头表面所喷涂的碳化钨涂层的成分体系保持一致，这样可以一次性地 使得辊身和轴头整体都包覆有碳化钨涂层，从而防止锌液对热镀锌锌锅辊的腐蚀。
[0037]为了说明本技术方案的实施效果，将本发明所述的热镀锌锌锅辊与现有的用于锌 锅的辊子进行对比，如表1所示。所有辊件长度为2000mm，辊子直径为250mm，轴头直径为 80mm，轴头长度为140mm。
[0038]表1.
[0039]
【权利要求】
1. 一种热镀锌锌锅辊的轴头，其特征在于： 所述轴头的外圆周面上开设有用以排出锌渣的沟槽，该沟槽自轴头的内端部螺旋延伸 至轴头的外端部，所述沟槽的旋向设置为：当轴头转动时，锌渣沿着沟槽朝轴头外端部排 出； 所述轴头的外圆周面上具有自熔性合金层； 所述自熔性合金层上具有碳化钨涂层。
2. 如权利要求1所述的热镀锌锌锅辊的轴头，其特征在于：所述沟槽的深度为3-5mm。
3. 如权利要求1所述的热镀锌锌锅辊的轴头，其特征在于：所述沟槽为圆弧形的圆弧 槽。
4. 如权利要求3所述的热镀锌锌锅辊的轴头，其特征在于：所述沟槽的弧面半径为 l〇-12mm〇
5. 如权利要求1所述的热镀锌锌锅辊的轴头，其特征在于：所述沟槽与与之相邻的轴 头水平段的过渡圆角半径为l_3mm。
6. 如权利要求1所述的热镀锌锌锅辊的轴头，其特征在于：所述自熔性合金层的合金 成分体系为Co-B-Si-WC。
7. 如权利要求6所述的热镀锌锌锅辊的轴头，其特征在于：所述碳化钨涂层中Co-WC 的比例< 20wt%。
8. 如权利要求1所述的热镀锌锌锅辊的轴头，其特征在于：所述自熔性合金层的厚度 为 2_4mm。
9. 如权利要求1所述的热镀锌锌锅辊的轴头，其特征在于：所述碳化钨涂层的厚度为 0. 08-0. 1mm。
10. -种具有如权利要求1-9中任意一项所述的轴头的热镀锌锌锅辊，其包括辊身，所 述轴头设于棍身轴向方向的两端端部。
11. 如权利要求10所述的热镀锌锌锅辊，其特征在于，所述辊身的外圆周面上具有碳 化鹤涂层。
【文档编号】C23C2/00GK104513939SQ201310442929
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】王鲁, 朱炜, 邵逸强 申请人:宝钢新日铁汽车板有限公司