专利名称：铸辊抗磨层的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于金属带的铸造装置，它具有两个铸辊，两辊之间有一铸辊间隙，并且在辊上设有由铜制成的水冷式铜套，两辊之间输出的液态金属，最好是钢，在铜套上的分离是以凝固层的形式进行的，在此，凝固层在铸辊间隙内压缩成型为一金属带。
上述形式的铸造装置由未提前公开的PCT/DE 93/01228号专利所公开。在这类铸造装置中，为改善所生产的金属带的质量，在两辊上形成的凝固层不仅仅稍微提前或直接在铸辊间隙内进行结合，这对于铜套表面就提出了很高的抗磨损要求。
带钢铸造设备由日本三菱钢厂于1994年6月出版的“不锈钢双辊带钢铸造设备的发展”所公开。在这种设备中，在冷却辊的结合点形成一种优质钢钢带。这种冷却辊具有一镍质铜-钢分离层。
本发明的目的在于，提出一种抗磨层及其涂层方法，使得铸辊在挤压工作条件下，铜套表面不磨损，或至少磨损大大降低，而并不十分妨碍作用到凝固层上的铜套的冷却效果。
本发明目的可以这样来实现，即铸辊上的冷却铜套外设有一层抗磨层，它是由耐磨的颗粒或薄片融入粘接剂而成，主要是由金属，例如由一种镍-钴合金组成。通过这些耐磨颗粒来抵抗在铸辊表面上移动、凝固的金属的刮剃作用，并且把它们融入导热性能还算良好的粘接剂中，从而既可以拥有足够的耐磨性，又具有足够的冷却效果。在此，冷却效果的降低通过铸辊上的一层薄薄的润滑介质层在很大程度上来加以补偿，可非常令人满意地获得一种有利的、改善的表面结构。
预先确定，抗磨层利用例如镍质的连接层与铸辊的冷却铜套相连接。这种形式的镍层可以简单地、例如通过电解，涂到铜套上。它通过烧结过程简单而且牢固地与耐磨的、例如由一种镍-钴合金，或者还带有可使强度大大提高的钼、钛或锆所构成的粘合剂母体相化合。对于这种涂层，采用耐高温的燃气轮机叶片合金或许是有利的，这种合金价格相对低廉，并且对于这种合金，所有的处理参数均是公开的，尤其是烧结参数。
耐磨颗粒最好由象氧化铝、氧化锆等金属氧化物构成。这种颗粒的导热性固然相对差一些，但在很高的温度下仍具有很强的耐磨性能，因此在氧化物总含量很小的情况下，有利的是导热性尚好，而铸辊的外层仍然很耐磨，该层使得在使用期限大大提高的同时，为达到与涂在铜套上时相同的分离功率，铸辊所必需的加大仅仅很小。当碳化颗粒例如以片状混合到耐磨的金属氧化物颗粒中时是有利的。对此，碳化钨，还有碳化硅或碳化钛尤为适合。
耐磨颗粒或薄片的粒径最好小于30μm，特别是小于10μm，因而能够有利地实现例如耐磨颗粒在抗磨层外部区域内特别紧密的堆积。与此同时当表面在铸辊转动时重又与液态钢相接触时，各颗粒团在始终重复的冲击式加热时由热负荷造成破碎的危险性减小了。
抗磨层相对较薄，其厚度最好小于2mm，主要是小于1mm，不过尤其是只略微大于约0.2mm，这一方面是为了减小抗磨层的热应力，使得这些热应力能够经过镍层，在可能的情况下可被硬焊中间层、铜套所吸收；另一方面，这样只稍微影响了液态金属的冷却。
预先设定，抗磨层是通过等离子喷涂过程涂上的，不过同样也可能，粘接剂和加入的耐磨颗粒或薄片混合喷涂并烘干。在所有的情况下，抗磨层最后都要烧结。烧结既可以利用电能，例如电感应来进行，也可以利用煤气火焰来进行，而特别有利的是利用激光来进行。在使用激光时，特别有利的是，可以遵循最大射入深度来精确地调节所使用的能量。
下面借助于附图对本发明作进一步的说明，从中可以了解本发明最重要的细节内容，附图中
图1为抗磨层横截面，以放大的比例表示均匀分布的耐磨颗粒；图2为耐磨颗粒的分布密度向外逐渐增大的抗磨层。
在图1中，用1表示一个带有一冷却水通道2的铜套。为了实现至少约几个μm的表面振动，例如具有椭圆形结构的冷却水通道2，要经受脉动高压水的冲击，因而结合使用部分为陶瓷的抗磨层，可使金属带特别好地与铸辊分离。
位于铜套1表面上的是例如最好由电解硬钎料等分离出的Ni组成的连接层或强粘合层3。在连接层3上才是具有例如由一种镍基合金、一种镍-钴合金等组成的粘合剂4和各颗粒5的真正的抗磨层。耐磨颗粒5由例如金属氧化物构成，最好是氧化锆、氧化铝等，其浓度越接近表面越大，如图2所示，在外部区域6，氧化物颗粒或者还有碳化物颗粒即薄片，要明显地多于内部区域7。外层，例如约10层颗粒层，在此主要由颗粒或薄片紧密排列而成。
在按照本发明的各抗磨层中，很重要的优点是，当磨损超过公差极限时，修补相对简单，能够简单地利用等离子喷涂涂上部分新的抗磨层，并且通过磨削，例如通过金刚石砂轮/陶瓷砂轮，达到尺寸要求，原来的铜套，可选择作整体圆环处理，或由各个最好为挤压的型面组成，加以爱护保养，会具有很长的寿命。
等离子喷涂、后烧结和磨削，甚至可以在铸辊的工位上进行，对此仅需要暂停工作，在此期间用抗磨层材料进行喷涂，烧结并且紧接着通过一已公开的、便携式磨削装置进行磨削。
权利要求
1.一种用于金属带的铸造装置，它具有两个铸辊，两辊之间有一铸辊间隙，并且在辊上设有水冷式铜套，两辊之间输出的液态金属，最好是钢，在铜套上的分离是以凝固层的形式进行的，其中，凝固层在铸辊间隙内压缩成型为一金属带，其特征在于，铸辊上的冷却铜套(1)外设有抗磨层，该抗磨层是由耐磨的颗粒或薄片(5)融入主要是由金属，例如由一种镍-钴合金构成的粘接剂(4)中而成。
2.按照权利要求1所述的铸造装置，其特征在于，抗磨层利用例如为镍质的连接层(3)与铸辊上的冷却铜套(1)相连。
3.按照权利要求1或2所述的铸造装置，其特征在于，耐磨颗粒(5)由如氧化铝、氧化锆等金属氧化物构成。
4.按照权利要求1、2或3所述的铸造装置，其特征在于，抗磨层内耐磨的金属氧化物颗粒(5)至少可部分地由碳化颗粒或薄片来代替，例如由碳化钛、碳化钨或碳化硅来代替。
5.按照权利要求1、2、3或4所述的铸造装置，其特征在于，耐磨颗粒或薄片(5)的大小小于30μm，最好小于10μm。
6.按照权利要求1、2、3、4或5所述的铸造装置，其特征在于，抗磨层的厚度为约0.2至2mm，最好为约0.2至1mm。
7.按照权利要求1、2、3、4、5或6所述的铸造装置，其特征在于，抗磨层可以通过一次等离子喷涂来涂上，必要时也可以多次重复喷涂，使之具有多层结构。
8.按照权利要求1、2、3、4、5或6所述的铸造装置，其特征在于，粘接剂(4)和耐磨颗粒或薄片(5)通过可能产生表面图形(Oberflaechenmuster)的分配过程，例如通过压滤或通过用模板过滤来进行涂层，并紧接着进行烧结。
9.按照上述权利要求中任一项或多项所述的铸造装置，其特征在于，连接材料中，耐磨颗粒或薄片(5)的分布密度越接近钢的接触面越是增加，并尤其在外部紧密堆积。
10.按照上述权利要求中任一项或多项所述的铸造装置，其特征在于，利用等离子喷涂或利用压滤、过滤等涂上的抗磨层，通过控制激光射入深度来进行烧结。
全文摘要
一种用于金属带的铸造装置，它具有两个铸辊，两辊之间有一铸辊间隙，并且在辊上设有水冷式铜套，两辊之间输出的液态金属，最好是钢，在辊套上的分离是以凝固层的形式进行的。在此，凝固层在铸辊间隙内压缩成型为金属带，并且铸辊上的冷却铜套外设有抗磨层，它是由耐磨的颗粒或薄片融入主要是由金属、例如由一种镍钴合金构成的粘接剂中而成。
文档编号B22D11/06GK1155256SQ95194618
公开日1997年7月23日 申请日期1995年7月13日 优先权日1995年7月13日
发明者汉尼斯·霍恩舒尔策 申请人:西门子公司