汽车高强度板加热炉用的防侵蚀陶瓷辊的制作方法

本发明涉及一种汽车高强度板加热炉用的防侵蚀陶瓷辊。

背景技术：

汽车给人们的生活带来了便利的同时，尾气的排放也给城市环境造成了沉重的负担。超高强钢热冲压技术是一项既可减轻车体重量，又能提高碰撞安全性的新型制造技术，在国内外汽车制造业的应用发展非常迅速。

陶瓷辊棒是汽车高强钢热冲压生产装备中经常更换的主要易损部件之一,它的质量直接影响着热处理炉的正常运转和生产热冲压零部件的产量和质量。小轿车热成形的各部件批量大，常达上百万件，原材料主要为22MnB5，且大部分原材料钢板表面带有0.3mm左右厚度的Al-Si涂层，目的是防止高温加热时表面氧化；热成型零件坯料宽度尺寸小或窄，厚度又很薄，一般只有1～2mm左右，生产过程中坯料在高温下的传送由陶瓷辊完成。公开号为CN203080024U的专利“汽车高强度板加热炉用的陶瓷辊”介绍了一种热冲压成型生产线上常规使用的陶瓷辊棒，该陶瓷辊棒的两端分别连接有铁头，铁头的外端设有轴头，两端的轴头分别与加热炉两侧的轴承座组件连接，轴头与加热炉的侧壁之间设有密封件，轴头采用冷轧型材。实际生产中该陶瓷辊在与大批量Al-Si涂层坯料的接触过程中，表面的SiO2会与Al-Si涂层发生反应形成结瘤，结瘤渗透进陶瓷辊表面数毫米深，从而降低陶瓷辊的强度造成脆性断裂。一条采用常规陶瓷辊棒的热成型生产线每年的断辊率达到30％以上，这是一笔很大的设备维护费用，同时断辊停机无形中也造成了很大的设备资源浪费。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有汽车高强度板加热炉中陶瓷辊易于与坯料中的Al-Si涂层发生反应形成结瘤，从而降低陶瓷辊的强度造成脆性断裂的不足。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种汽车高强度板加热炉用的防侵蚀陶瓷辊，包括：陶瓷辊棒，连接在所述陶瓷辊棒的两端的铁头，套设在所述陶瓷辊棒外侧的钢套，所述钢套的一端与所述陶瓷辊棒固定设置，另一端能够自由伸缩。

进一步的，所述陶瓷辊棒的一端连接有第一铁头，另一端连接有第二铁头；钢套的一端与所述第一铁头固定连接；所述第二铁头上设置有导向块，钢套的另一端开设有与所述导向块配适的长槽，所述长槽的延伸方向平行于陶瓷辊棒的轴向。

进一步的，所述导向块和长槽分别为围绕圆周均匀布置的多个。

进一步的，所述钢套的一端与所述陶瓷辊棒能够拆卸地设置。

进一步的，所述钢套的厚度为0.8mm～1.5mm之间。

进一步的，所述钢套与陶瓷辊棒之间的间隙为0.1mm～1mm之间。

进一步的，所述陶瓷辊棒外侧套设有两根同轴布置的钢套，两根所述钢套的一端分别与陶瓷辊棒两端的铁头固定连接，且两根所述钢套的另一端之间设置有间距。

进一步的，所述间距大于两根所述钢套的高温膨胀伸长距离之和。

由于上述技术方案的采用，本发明具有以下优点：

1、本发明在常规的汽车高强度板加热炉用的陶瓷辊棒表面包裹一层很薄的耐热耐氧化钢套，从而隔断热成型零件上的Al-Si涂层直接与陶瓷辊棒接触，避免陶瓷辊棒表面结瘤造成断辊，延长陶瓷辊棒使用寿命，降低设备维护成本，提高设备产能。

2、耐热耐氧化钢套可拆卸更换，陶瓷辊棒不受耐热耐氧化钢套寿命限制，进一步提高陶瓷辊的使用寿命。

附图说明

图1是实施例一中所述陶瓷辊的结构示意图；

图2是图1的立体图；

图3是图1中陶瓷辊棒段的横截面放大图；

图4是实施例二中所述陶瓷辊的结构立体示意图。

图中所示：1、陶瓷辊棒，2、钢套，3a、3b、铁头，4、导向块，5、长槽。

具体实施方式

为了便于理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合实施例进行阐述。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。对于这些实施例的多种修改对本领域的普通技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中得以实现。

实施例一

参见图1至图3所示的一种陶瓷辊，包括：陶瓷辊棒1，连接在所述陶瓷辊棒1的两端的铁头3a、3b，套设在所述陶瓷辊棒1外侧的耐热耐氧化钢套2。所述陶瓷辊棒1为实心或空心熔融石英材质，铁头3a、3b作为支撑件实现所述陶瓷辊棒1与加热炉两侧的轴承座组件的连接。

所述耐热耐氧化钢套2的一端2a与所述陶瓷辊棒1固定设置，另一端2b能够自由伸缩。

具体实现方式为：所述陶瓷辊棒1的一端1a连接有常规结构的第一铁头3a，而陶瓷辊棒1的另一端1b连接有第二铁头3b，该第二铁头3b上固定镶设导向块4；所述耐热耐氧化钢套2另一端2b开设有与所述导向块4配适的长槽5，所述长槽5的延伸方向平行于陶瓷辊棒1的轴向。将所述第一铁头3a连同陶瓷辊棒1的一端1a自耐热耐氧化钢套2的另一端2b插入，直至导向块4与长槽5配合，接着，将第一铁头3a与耐热耐氧化钢套2的一端2a固定连接，如：如点焊、铆接，或者螺纹连接、卡勾连接等可拆卸方式，此时，耐热耐氧化钢套2的另一端2b还可以依靠长槽5与导向块4的配合实现相对于陶瓷辊棒1自由伸缩。

耐热耐氧化钢套2采用一端与陶瓷辊棒1固定设置、另一端能够自由伸缩的结构是非常有益的：生产加工过程中，耐热耐氧化钢套2受热膨胀的伸长距离大于陶瓷辊棒1，当耐热耐氧化钢套2的另一端能够自由伸缩时，避免了膨胀伸长距离对陶瓷辊棒1产生拉伸力，避免了对陶瓷辊棒1的破坏。同时，导向块4对耐热耐氧化钢套2产生圆周方向的约束，当大批量生产Al-Si涂层钢板时，耐热耐氧化钢套2的一端2a和另一端2b分别在固定连接力和导向块4的作用下随着陶瓷辊棒1做旋转，Al-Si涂层钢板通过陶瓷辊棒1表面的耐热耐氧化钢套2，不与陶瓷辊棒1中的SiO2接触，因此不会形成结瘤从而侵蚀陶瓷辊棒1，大大延长了陶瓷辊棒1的使用寿命。如果耐热耐氧化钢套2出现问题，只需要更换新的耐热耐氧化钢套2，而不需要更换成本高得多的陶瓷辊棒1，有效地节约了成本。

采用耐热耐氧化钢套2与陶瓷辊棒1的复合结构，相比直接采用耐热钢制辊具有显著的优点。如果直接采用耐热钢制辊替代陶瓷辊，会出现钢辊在900℃高温下的变形从而导致物料在送进过程的障碍和跑偏。采用套在陶瓷辊棒外侧的薄壁耐热耐氧化钢套并且两者之间的小间隙，确保了的钢套受热变形量被陶瓷辊棒限制在可接受的范围内。

所述导向块4与长槽5的设置可以是一个或者多个，例如本实施例中为围绕圆周均匀布置的4个。

所述耐热耐氧化钢套2的壁厚的选择需要权衡变形应力与耐氧化能力，壁厚较厚的钢套在高温下产生的扭曲变形应力较大，会折断陶瓷辊棒；壁厚太薄的钢套耐氧化能力较差，容易锈穿。综合而言，耐热耐氧化钢套2的厚度选择较薄，为0.8mm～1.5mm之间，能够实现多方面因素的平衡，耐温大于950℃，实现陶瓷辊寿命的最优化。

钢套直径根据陶瓷辊棒1的外径定制，内径略大于陶瓷辊棒1外径，装配间隙为0.1mm～1mm之间，该范围的选择一方面考虑到装配：间隙太小则装配难度大；另一方面也考虑到传送：间隙太大则旋转跳动误差较大，影响物料的传送，也是多方面因素的平衡。

实施例二

参见图4所示的另一种陶瓷辊，包括：陶瓷辊棒1，连接在所述陶瓷辊棒1的两端的铁头3a、3b，以及套设在所述陶瓷辊棒1外侧的两根同轴布置的耐热耐氧化钢套21、22，两根所述耐热耐氧化钢套21、22的一端分别与陶瓷辊棒1的两端的铁头3a、3b固定连接、另一端处于自由放开状态，且两根所述耐热耐氧化钢套21、22的另一端之间设置有间距d。

陶瓷辊棒1上套设两根耐热耐氧化钢套21、22的作用与实施例一相同，均为隔绝钢板上的Al-Si涂层，且耐热耐氧化钢套21、22能够拆卸更换。不同的地方在于，两根钢套的长度较短，拆装更换相较实施例一容易，一端只需与铁头固定连接，另一头自由放开。两根耐热耐氧化钢套21、22之间的间距d的选择需要大于两根耐热耐氧化钢套21、22的高温膨胀伸长距离之和。