CN112742876B - 硬质合金轧辊及其制作方法 - Google Patents

硬质合金轧辊及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种硬质合金轧辊及其制作方法。本发明的硬质合金轧辊，其材料包括碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨，可提高硬质合金轧辊的强度和硬度，并可使其具有足够的韧性及耐磨性，延长了轧辊的使用寿命。本发明的硬质合金轧辊的制作方法，以碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨为原材料经过一系列处理制成硬质合金轧辊。可以解决现有的采用钨钢制作而成的轧辊的强度和硬度不够的问题。采用本发明的硬质合金轧辊的制作方法制得的硬质合金轧辊性能优良，具有足够的强度、硬度、韧性及耐磨性，制作工艺简单且生产成本低。

Description

硬质合金轧辊及其制作方法
技术领域
本发明涉及轧辊，尤其涉及一种硬质合金轧辊及其制作方法。
背景技术
轧辊是轧机上使金属产生连续塑性变形的主要工作部件和工具。轧辊主要由辊身、辊颈和轴头三部分组成。辊身是实际参与轧制金属的轧辊中间部分，它具有光滑的圆柱形或带轧槽的表面。辊颈安装在轴承中，并通过轴承座和压下装置把轧制力传给机架。传动端轴头通过连接轴与齿轮座相连，将电动机的转动力矩传递给轧辊。
轧辊性能是决定轧机效率、轧材质量的关键，也是轧机最主要的消耗部件，其消耗成本约为轧钢生产成本的5％～15％。如果考虑因轧辊消耗而带来的生产停机、降产和设备维护增加等因素，则其所占生产成本的比重会更高。轧辊质量不仅关系到轧钢生产成本和轧机生产作业率，还在很大程度上影响轧材质量。
随着轧钢技术的发展，轧机速度和自动化程度不断提高，对轧辊质量特别是轧辊的耐磨性、强度及韧性等提出了更高的要求。进一步提高轧辊性能以适应轧机的需要，实现钢铁型材的节能降耗生产，是轧辊研制者面临的新目标。现有的轧辊采用钨钢制作，其硬度和弹性模量低，难以实现难轧钢材及薄带产品的高精度、高性能、高效轧制。因此有必要对轧辊的材料质量、生产成本及使用寿命进行改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硬质合金轧辊，其材料包括碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨，具有足够的强度、硬度、韧性及耐磨性，延长了轧辊的使用寿命。
本发明的目的还在于提供一种硬质合金轧辊的制作方法，以碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨为原材料经过一系列处理制成硬质合金轧辊，具有足够的强度、硬度、韧性及耐磨性，制作工艺简单且生产成本低。
为了实现上述目的，本发明提供了一种硬质合金轧辊，所述硬质合金轧辊的材料包括碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨。
所述硬质合金轧辊中，碳化钛为40～42重量份，碳氮化钛为8～10重量份，镍为25～30重量份，钼为8～10重量份，钨为8～10重量份。
所述碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨的粒径分别是1～3微米。
本发明还提供了一种硬质合金轧辊的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供原料，该原料包括碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨；
步骤2、将原料放在球磨机中进行球磨，得到混合物；
步骤3、向混合物中加入苯乙烯丁二烯共聚物，搅拌均匀后干燥，再进行制粒，制得合金粉体颗粒；
步骤4、根据预定硬质合金轧辊的规格制作模具；
步骤5、将合金粉体颗粒装入模具内，压制成型形成硬质合金轧辊胚体；
步骤6、将硬质合金轧辊胚体进行真空脱脂处理，得到脱脂胚体；
步骤7、将脱脂胚体进行真空烧结，形成硬质合金轧辊。
所述原料中，碳化钛为40～42重量份，碳氮化钛为8～10重量份，镍为25～30重量份，钼为8～10重量份，钨为8～10重量份；所述碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨的粒径分别是1～3微米。
所述步骤2中，所述球磨机采用湿式球磨机，采用酒精作为湿式球磨的介质，球磨的时间为69～72小时。
所述步骤3中，苯乙烯丁二烯共聚物为1～2重量份。
所述步骤5具体包括：将合金粉体颗粒装入模具内，放到干压机上以每平方厘米3～10吨压力压制形成硬质合金轧辊胚体。
所述步骤6具体包括：提供真空脱脂炉，将硬质合金轧辊胚体置于该真空脱脂炉中，在12～18小时内使得真空脱脂炉中均匀升温至450℃～500℃，保温1～2小时，得到脱脂胚体。
所述步骤7具体包括：提供真空烧结炉，将脱脂胚体置于该真空烧结炉中，在8～10小时内使得真空烧结炉中均匀升温至1360℃～1420℃，保温1～2小时，形成硬质合金轧辊。
本发明的有益效果：本发明提供一种硬质合金轧辊，其材料包括碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨，可提高硬质合金轧辊的强度和硬度，并可使其具有足够的韧性及耐磨性，延长了轧辊的使用寿命。本发明还提供一种硬质合金轧辊的制作方法，以碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨为原材料经过一系列处理制成硬质合金轧辊。可以解决现有的采用钨钢制作而成的轧辊的强度和硬度不够的问题。采用本发明的硬质合金轧辊的制作方法制得的硬质合金轧辊性能优良，具有足够的强度、硬度、韧性及耐磨性，制作工艺简单且生产成本低。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为本发明的硬质合金轧辊的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
本发明提供一种硬质合金轧辊，所述硬质合金轧辊的材料包括碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨。
具体地，所述硬质合金轧辊中，碳化钛为40～42重量份，碳氮化钛为8～10重量份，镍为25～30重量份，钼为8～10重量份，钨为8～10重量份。
具体地，所述碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨的粒径分别是1～3微米。
请参阅图1，基于上述硬质合金轧辊，本发明还提供一种硬质合金轧辊的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供原料，该原料包括碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨；
具体地，所述原料中，碳化钛为40～42重量份，碳氮化钛为8～10重量份，镍为25～30重量份，钼为8～10重量份，钨为8～10重量份。
具体地，所述碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨的粒径分别是1～3微米。
步骤2、将原料放在球磨机中进行球磨，得到混合物；
具体地，所述球磨机采用湿式球磨机，采用酒精作为湿式球磨的介质。
具体地，球磨的时间为69～72小时。
步骤3、向混合物中加入苯乙烯丁二烯共聚物，搅拌均匀后干燥，再进行制粒，制得合金粉体颗粒；
具体地，所述步骤3中，苯乙烯丁二烯共聚物为1～2重量份。
具体地，所述步骤3中采用80目的震动筛进行制粒，制得合金粉体颗粒。
步骤4、根据预定硬质合金轧辊的规格制作模具；
步骤5、将合金粉体颗粒装入模具内，压制成型形成硬质合金轧辊胚体；
具体地，所述步骤5具体包括：将合金粉体颗粒装入模具内，放到干压机上以每平方厘米3～10吨压力压制形成硬质合金轧辊胚体。
步骤6、将硬质合金轧辊胚体进行真空脱脂处理，得到脱脂胚体；
具体地，所述步骤6具体包括：提供真空脱脂炉，将硬质合金轧辊胚体置于该真空脱脂炉中，在12～18小时内使得真空脱脂炉中均匀升温至450℃～500℃，保温1～2小时，得到脱脂胚体。所述脱脂胚体内的有机物被完全排除。
步骤7、将脱脂胚体进行真空烧结，形成硬质合金轧辊。
具体地，所述步骤7具体包括：提供真空烧结炉，将脱脂胚体置于该真空烧结炉中，在8～10小时内使得真空烧结炉中均匀升温至1360℃～1420℃，保温1～2小时，形成硬质合金轧辊。
综上所述，本发明提供的硬质合金轧辊，其材料包括碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨，可提高硬质合金轧辊的强度和硬度，并可使其具有足够的韧性及耐磨性，延长了轧辊的使用寿命。本发明提供的硬质合金轧辊的制作方法，以碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨为原材料经过一系列处理制成硬质合金轧辊。可以解决现有的采用钨钢制作而成的轧辊的强度和硬度不够的问题。采用本发明的硬质合金轧辊的制作方法制得的硬质合金轧辊性能优良，具有足够的强度、硬度、韧性及耐磨性，制作工艺简单且生产成本低。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种硬质合金轧辊，其特征在于，所述硬质合金轧辊的材料包括碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨；
所述硬质合金轧辊中，碳化钛为40～42重量份，碳氮化钛为8～10重量份，镍为25～30重量份，钼为8～10重量份，钨为8～10重量份。
2.如权利要求1所述的硬质合金轧辊，其特征在于，所述碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨的粒径分别是1～3微米。
3.一种硬质合金轧辊的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供原料，该原料包括碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨；
步骤2、将原料放在球磨机中进行球磨，得到混合物；
步骤3、向混合物中加入苯乙烯丁二烯共聚物，搅拌均匀后干燥，再进行制粒，制得合金粉体颗粒；
步骤4、根据预定硬质合金轧辊的规格制作模具；
步骤5、将合金粉体颗粒装入模具内，压制成型形成硬质合金轧辊胚体；
步骤6、将硬质合金轧辊胚体进行真空脱脂处理，得到脱脂胚体；
步骤7、将脱脂胚体进行真空烧结，形成硬质合金轧辊；
所述原料中，碳化钛为40～42重量份，碳氮化钛为8～10重量份，镍为25～30重量份，钼为8～10重量份，钨为8～10重量份。
4.如权利要求3所述的硬质合金轧辊的制作方法，其特征在于，所述碳化钛、碳氮化钛、镍、钼及钨的粒径分别是1～3微米。
5.如权利要求3所述的硬质合金轧辊的制作方法，其特征在于，所述步骤2中，所述球磨机采用湿式球磨机，采用酒精作为湿式球磨的介质，球磨的时间为69～72小时。
6.如权利要求3所述的硬质合金轧辊的制作方法，其特征在于，所述步骤3中，苯乙烯丁二烯共聚物为1～2重量份。
7.如权利要求3所述的硬质合金轧辊的制作方法，其特征在于，所述步骤5具体包括：将合金粉体颗粒装入模具内，放到干压机上以每平方厘米3～10吨压力压制形成硬质合金轧辊胚体。
8.如权利要求3所述的硬质合金轧辊的制作方法，其特征在于，所述步骤6具体包括：提供真空脱脂炉，将硬质合金轧辊胚体置于该真空脱脂炉中，在12～18小时内使得真空脱脂炉中均匀升温至450℃～500℃，保温1～2小时，得到脱脂胚体。
9.如权利要求3所述的硬质合金轧辊的制作方法，其特征在于，所述步骤7具体包括：提供真空烧结炉，将脱脂胚体置于该真空烧结炉中，在8～10小时内使得真空烧结炉中均匀升温至1360℃～1420℃，保温1～2小时，形成硬质合金轧辊。
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