CN114226953A - 一种摩擦焊固定挤压辊表面柱钉的方法 - Google Patents
一种摩擦焊固定挤压辊表面柱钉的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114226953A CN114226953A CN202111618468.3A CN202111618468A CN114226953A CN 114226953 A CN114226953 A CN 114226953A CN 202111618468 A CN202111618468 A CN 202111618468A CN 114226953 A CN114226953 A CN 114226953A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stud
- roller
- friction welding
- blind hole
- roller surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000009721 upset forging Methods 0.000 claims 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000617 Mangalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- JPNWDVUTVSTKMV-UHFFFAOYSA-N cobalt tungsten Chemical compound [Co].[W] JPNWDVUTVSTKMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 2
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/26—Auxiliary equipment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
本发明公开了一种摩擦焊固定挤压辊表面柱钉的方法，属于材料加工工程和应用领域，其方法为：将柱钉固定在旋转摩擦焊设备的旋转机构上并且高速旋转，同时将辊面镶嵌柱钉的盲孔中加入钎料后，旋转的柱钉以一定顶锻压贯入辊面的盲孔，旋转的柱钉与盲孔中的钎料发生摩擦，产生高温使钎料熔化将柱钉与辊面焊接成为一体。本发明解决当前挤压辊制造工艺中使用胶粘法和冷镶法后柱钉容易脱落，和镶铸法废品率较高等问题，降低高强度辊压机挤压辊的生产、维修成本。
Description
技术领域
本发明涉及材料加工工程和应用领域，尤其是一种摩擦焊固定挤压辊表面柱钉的方法。
背景技术
目前，随着工业的飞速发展，在水泥、矿山、冶金、电力等各种行业中，高强度挤压辊在物料粉碎工艺中具有广泛的应用，其主要特征是：高压、满速、满料、料床粉碎。而作为辊压机主要受力机构挤压辊中，柱钉式挤压辊在辊压机中应用最为广泛。其主要结构由辊轴、辊面和嵌入的由硬质合金或陶瓷材质制作的柱钉组成。在传统的柱钉式挤压辊的制备方法中，最常见的方式为两种，一种是胶粘法，即在辊面外圆表面加工好盲孔后，使用胶粘剂将柱钉与盲孔粘合，再进行热加工后使柱钉与辊面粘结。另一种方式是过盈式冷镶法，即将辊面的盲孔制作完成后，柱钉制作的尺寸略大于盲孔，然后将柱钉放入液氮中冷却，利用热胀冷缩的原理使柱钉尺寸收缩，收缩后将柱钉镶嵌在辊面的盲孔中，待柱钉恢复到常温时，膨胀的柱钉与盲孔机械结合，产生应力从而避免脱落。第三种柱钉镶嵌的方式为镶铸法，将金属或非金属零件安放在铸型中，再浇入金属液，金属液冷却后与辊面结合形成相对牢固的柱钉。
然而在实际应用中，传统的两种镶嵌柱钉的方式，胶粘法产生的粘结作用力由于本身材质的问题，在柱钉式挤压辊在常规的应用中的工况作用力在100MPa以上，胶粘剂几乎无法承受此力，柱钉很快脱落。而过盈式冷镶法在应用过程中，由于破碎物料过程中产生热量，而通常辊面与柱钉的材质并不相同，因此热膨胀系数也不同，导致其受热后热胀冷缩程度也不相同，通常辊面热膨胀系数较高因此受热膨胀更多，导致冷镶的柱钉在盲孔中机械作用力减弱，最终会导致柱钉脱落。而镶铸法在实际应用中，其设计结构和镶铸工艺相对复杂，其过程控制不当极易出现废品。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，具体为一种摩擦焊固定挤压辊表面柱钉的方法。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：
一种摩擦焊固定挤压辊表面柱钉的方法，其主要结构为辊面，辊面表面加工的盲孔，硬质合金材质或陶瓷材质的柱钉，通过以下方式进行制备。
所述柱钉固定在旋转摩擦焊设备的旋转机构上并且高速旋转，旋转速度应以柱钉材质为准，速度范围50~600r/min，主轴施加顶锻力，顶锻力范围为80~900MPa，同时将辊面镶嵌柱钉的盲孔中加入钎料后，旋转的柱钉贯入辊面的盲孔，使旋转的柱钉与盲孔中的钎料发生摩擦，产生高温使其熔化将柱钉与辊面焊接牢固。
优选的，所述摩擦焊设备为25~100t摩擦焊机，连续驱动旋转摩擦焊机。
优选的，所述钎焊料，采用粉末钎料，为铜基或镍基钎料，钎料中加入合适的钎剂，提高焊后熔合质量。
与现有技术相比，本发明具有如下优点。
本发明提供一种摩擦焊固定挤压辊表面柱钉的方法，其主要方式为将柱钉固定在旋转摩擦焊设备的旋转机构上并且高速旋转，同时将辊面镶嵌柱钉的盲孔中加入钎料后，旋转的柱钉以一定顶锻压力贯入辊面的盲孔，旋转的柱钉与盲孔中的钎料发生摩擦，产生高温使其熔化将柱钉与辊面焊接牢固。
采用本发明制作的辊面柱钉，由于其摩擦焊能够精确的将钎料熔化，融化后的钎料与柱钉和辊面都产生牢固的冶金结合，使柱钉不容易在实际应用中发生由胶粘法、过盈式冷镶法机械作用不牢靠而产生的柱钉脱落的现象，也能够降低镶铸法由于复杂的工艺控制过程而导致的废品率较高的问题，从而降低挤压辊本身的维护维修成本。
具体实施方式
实施例1
高猛钢作为辊面材质，挤压辊尺寸φ1300mm*920mm的圆柱形辊体镶嵌TM52铁基碳化钛柱钉。
辊面上均匀加工盲孔，盲孔直径为φ20mm，高度20mm。轴向间隙为30mm，径向间隙为 20mm，呈交错分布。辊面盲孔中镶嵌柱钉，柱钉材质为TM52铁基碳化钛类材料，耐冲击性良好，柱钉采用环形紧固夹具夹持在摩擦焊焊机主轴，柱钉整体尺寸为，直径φ20mm，高度30mm。
相应的，选用摩擦焊焊机C25连续驱动型旋转摩擦焊机，调节主轴转速400r/min，，辊面盲孔填充钎料80g，然后柱钉以竖直的方式从上至下嵌入盲孔，增加主轴的顶锻力直至350MPa后，旋转约20~30秒后完成焊接关闭设备。
采用同工艺将辊面上所有柱钉固定件与辊面焊接完成，焊接完成后的辊面共有3750支柱钉。
实施例2
高猛钢作为辊面材质，挤压辊尺寸φ1300mm*920mm的圆柱形辊体镶嵌YG8钨钴类材料柱钉。
辊面上均匀加工盲孔，盲孔直径为φ20mm，高度20mm。轴向间隙为30mm，径向间隙为 20mm，呈交错分布。辊面盲孔中镶嵌柱钉，柱钉材质为YG8钨钴类材料，耐冲击性良好，柱钉采用环形紧固夹具夹持在摩擦焊焊机主轴，柱钉整体尺寸为，直径φ20mm，高度30mm。
相应的，选用摩擦焊焊机C20连续驱动型旋转摩擦焊机，调节主轴转速400r/min，，辊面盲孔填充钎料80g，然后柱钉以竖直的方式从上至下嵌入盲孔，增加主轴的顶锻力直至350MPa后，旋转约20~30秒后完成焊接关闭设备。
采用同工艺将辊面上所有柱钉固定件与辊面焊接完成，焊接完成后的辊面共有3750支柱钉。
Claims (3)
1.一种摩擦焊固定挤压辊表面柱钉的方法，其特征在于，采用以下过程进行制备：将柱钉固定在旋转摩擦焊设备的旋转机构上并且高速旋转，同时将辊面镶嵌柱钉的盲孔中加入钎料后，旋转的柱钉以一定顶锻压力贯入辊面的盲孔，旋转的柱钉与盲孔中的钎料发生摩擦，产生高温使其熔化将柱钉与辊面焊接牢固。
2.根据权利要求1所述的一种摩擦焊固定挤压辊表面柱钉的方法，其摩擦焊方式为连续驱动旋转摩擦焊，焊接时柱钉随摩擦焊旋转盘高速旋转，并被施加轴向顶锻压力，使其与辊面盲孔中的钎料产生高温摩擦，钎料熔化后完成焊接。
3.根据权利要求1所述的一种摩擦焊固定挤压辊表面柱钉的方法，其钎料采用铜基或镍基钎料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111618468.3A CN114226953A (zh) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 一种摩擦焊固定挤压辊表面柱钉的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111618468.3A CN114226953A (zh) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 一种摩擦焊固定挤压辊表面柱钉的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114226953A true CN114226953A (zh) | 2022-03-25 |
Family
ID=80763704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111618468.3A Pending CN114226953A (zh) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 一种摩擦焊固定挤压辊表面柱钉的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114226953A (zh) |
-
2021
- 2021-12-28 CN CN202111618468.3A patent/CN114226953A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9839971B2 (en) | Resistance spot welding steel and aluminum workpieces with hot welding electrode at aluminum workpiece | |
| CN103433636B (zh) | 压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法 | |
| US20080099533A1 (en) | Method for controlling microstructure via thermally managed solid state joining | |
| JP6579596B2 (ja) | 金属材の低温接合方法及び接合構造物 | |
| CN104047604B (zh) | 一种复合截齿及其制造方法 | |
| CN103071878A (zh) | 硬质合金和低合金高强度钢的钎焊方法 | |
| JP6739854B2 (ja) | 摩擦圧接方法 | |
| CN108115263B (zh) | 搅拌摩擦焊用搅拌头及其制备方法 | |
| US9085042B2 (en) | Stud welding repair of superalloy components | |
| CN114226953A (zh) | 一种摩擦焊固定挤压辊表面柱钉的方法 | |
| US20220032351A1 (en) | Method for the manufacture of multimaterial roll and the multimaterial roll | |
| CN109482843B (zh) | 一种双金属铸焊复合轧辊及其制备方法 | |
| CN110977142A (zh) | 一种用于镁-铝合金异质工件连接的冲击搅拌摩擦焊接装置 | |
| EP0357664A1 (en) | Plymetal brazing strip | |
| Joseph et al. | Measurement of Tensile Properties and Hardness of Friction Stir Welded Aluminium Alloy AA1200 | |
| WO2021182444A1 (ja) | 固相点接合方法及び固相点接合装置 | |
| CN104923907A (zh) | 热水器牺牲阳极在连续驱动摩擦焊机上的摩擦焊接方法 | |
| CN114393265A (zh) | 一种激光钎焊固定挤压辊表面柱钉的方法 | |
| CN211540120U (zh) | 可提高加工效率和产品质量的钩爪制造用零件 | |
| JPS6018485B2 (ja) | 複合超硬合金製熱間圧延ロ−ル | |
| US20240293888A1 (en) | Dissimilar material solid-phase bonding method and dissimilar material solid-phase bonded structure | |
| CN115739298A (zh) | 一种挤压辊表面柱钉的制备方法 | |
| CN105195713A (zh) | 液态包覆固态铸接轧辊、模具、锤头的方法 | |
| CN110860863A (zh) | 可提高加工效率和产品质量的钩爪制造用材料及制造方法 | |
| JPH02258903A (ja) | クラッド金属管の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20240729 Address after: 100083 room 916, 9 / F, Fangxing building, No.30 Xueyuan Road, Haidian District, Beijing Applicant after: Beijing Saiyi Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 271133 east of beitianzhuang village, Gangcheng Economic Development Zone, Jinan City, Shandong Province Applicant before: Shandong Saiyi Welding Material Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |