CN211614256U - 一种离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具 - Google Patents

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Abstract

一种离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,包括模具本体、浇料装置、混料装置、连接轴,所述模具本体一端设置有连接轴,所述连接轴与离心机连接,所述模具本体另一端设置有浇料装置,所述浇料装置与混料装置连接;所述模具本体包括保护壳、铸型、端盖、型腔。实用新型所述的离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,将铁水、高碳铬铁混合、浇注到旋转的模具本体中,使其在离心力作用下成形并凝固高铬铸铁环,作为复合轧辊的表面耐磨工作层,然后与钢液铸成的辊芯进行装配,再浇注辊颈和辊芯金属液,所述复合轧辊表面工作层组织致密,铸造缺陷少,力学性能好,表面耐磨层的硬度均匀度比较高,使用寿命长、生产效率高。

Description

一种离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具
技术领域
本实用新型涉及轧辊模具技术领域,具体涉及一种离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具。
背景技术
轧辊作为冶金轧机的重要零部件之一,是轧制行业的大宗消耗件。世界轧制工业的飞速发展和行业竞争的日益加剧,促进了轧制技术向自动化、连续化和重型化快速发展,使得轧辊的工况环境条件变得越来越苛刻。 如何满足日益发展的轧制技术对轧辊性能愈来愈高的要求,已经成为轧辊研制者面临的重要课题。
离心铸造是当前制造复合轧辊广泛采用的方法, 首先将熔融金属液浇注到旋转的离心机铸型模具中,使其在离心力作用下成形并逐渐凝固获取复合轧辊的表面耐磨工作层,然后将离心铸型从离心机上取出,与芯部铸型进行装配, 再浇注辊颈和辊芯金属液。所生产的复合轧辊外表面工作层组织比较致密, 铸造缺陷比较少, 力学性能比较好, 表面耐磨层的硬度均匀度比较高,轧辊的使用寿命长、生产效率高。 采用该工艺时,内、外层金属液的浇注温度、浇注时间、离心机转速以及内、外层浇注的时间间隔等参数,对所制备复合轧辊的质量有着极大的影响。
因为具有优越的综合性能,复合轧辊受到了轧辊行业人士的广泛关注。尽管复合轧辊大范围的工业应用已成为现实,但在制备过程中仍然存在一些难题,例如模具,还需要不断改善。
中国专利申请号为 CN201810262335.9公开了一种基于不锈钢和碳钢双金属混合液的管材浇铸方法,是将混合浇铸液浇铸进离心浇铸机模具的模具型腔内,启动离心浇铸机,在浇铸冷却完成之后,取出完成的毛坯管材,进行硬化处理,之后取出毛坯管材进行磨光和平头处理,即可获得成品管材,不是针对轧辊的,并且对模具的结构没有进行改进。
实用新型内容
实用新型目的:为了克服以上不足,本实用新型的目的是提供一种离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,结构简单,将铁水、高碳铬铁混合、浇注到旋转的模具本体中,使其在离心力作用下成形并凝固高铬铸铁环,作为复合轧辊的表面耐磨工作层,然后与钢液铸成的辊芯进行装配,再浇注辊颈和辊芯金属液,所述复合轧辊表面工作层组织致密, 铸造缺陷少,力学性能好,表面耐磨层的硬度均匀度比较高,使用寿命长,生产效率高。应用前景广泛。
技术方案:一种离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,包括模具本体、浇料装置、混料装置、连接轴,所述模具本体一端设置有连接轴,所述连接轴与离心机连接,所述模具本体另一端设置有浇料装置(2),所述浇料装置与混料装置连接;所述模具本体包括保护壳、铸型、端盖、型腔,所述保护壳包覆在所述铸型外,所述型腔设置在所述铸型内,所述铸型的一端与所述连接轴连接,所述铸型的另一端通过端盖密闭;所述浇料装置包括浇注槽、混料入口、浇料入口,所述浇料入口设置在所述端盖上,所述浇注槽通过浇料入口与所述型腔连通,所述混料装置通过混料入口与所述浇料装置连通。
离心铸造,是通过离心机的连接轴带动模具本体的旋转所产生的离心力,使模具本体型腔的金属液克服自身重力充填铸型, 并在离心力作用下凝固而成形的。本实用新型所述的离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,当连接轴的转速至设计转速时,将1600℃左右的铁水、预热的高碳铬铁颗粒先经过混料装置混合,再从混料入口、浇注槽、浇料入口浇入旋转的模具本体中。开始浇注时,先让铁水浇注一会儿,以使铁水尽快覆盖整个型腔,然后再均匀浇注铁水、高碳铬铁颗粒的混合液,浇注的整个过程中不能断流。待高铬铸铁环内表面完全凝固后(1000~1100℃),停机准备组型,将该高铬铸铁环与预先造好的由钢液铸成的辊芯进行装配,再球化、孕育处理后的铁水浇入该复合铸型,形成外部为高铬铸铁,芯部为钢的双金属复合轧辊,得到所述耐磨高速钢复合轧辊。
其中,高碳铬铁是以铬和铁为主要成分的铁合金,是钢铁工业的重要原料之一。它的加入主要是形成高铬铸铁辊身材料。高铬铸铁的凝固组织中可能出现的碳化物有三种:(Fe, Cr)3C, (Fe, Cr)7C3,(Fe, Cr)23C6,这三种碳化物均是硬质相,对合金的抗磨损能力起着重要作用,将高铬铸铁环作为轧辊外层,与钢液铸成的辊芯和辊颈铸型进行装配,得到的所述耐磨高速钢复合轧辊,耐磨性优异。
进一步的,所述混料装置包括高碳铬铁颗粒进料管、铁水输入管、混料室,所述高碳铬铁颗粒进料管、铁水输入管分别与混料室上端连接。
进一步的,所述混料室与混料入口之间设置有过滤网。
为了防止混合液中掺杂杂物进入模具本体的型腔内,造成铸件轧辊容易出现缩松、夹渣、内表面凹凸不平等铸造缺陷。
进一步的,所述混料室外层设置有加热器。
为了使铁水、高碳铬铁颗粒快速混合。
进一步的,所述端盖还开设有保护剂入口,所述保护剂入口与所述保护剂输入管连接。
在铁水浇注快结束时,通过保护剂入口加入保护剂,所述保护剂为经 100~150℃烘烤的 O 型玻璃渣,保护剂进入型腔后均匀覆盖在离心件高铬铸铁环内表面,可防止氧化。
进一步的,所述浇料入口、保护剂入口分别安装有自动关闭门一、自动关闭门二。
通过自动关闭门一、自动关闭门二实现型腔的密封。
进一步的,所述高碳铬铁颗粒进料管上部设置有电子秤。
为满足轧辊表面耐磨层的设计厚度 ,浇注高铬铸铁环时借助电子秤进行定量浇注。
进一步的,所述模具本体为球墨铸铁,所述模具本体预热温度设定在 180~200℃。
进一步的,所述铸型内壁均匀覆盖有覆膜砂。
进一步的,所所述覆膜砂为热固型树脂覆膜砂,所述覆膜砂温度为160~180℃,厚度为 2~3mm。
本实用新型的有益效果为:
本实用新型所述的离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,结构简单,操作便捷,将铁水、定量的高碳铬铁加热混合、浇注到旋转的模具本体中,通过离心机的连接轴带动模具本体的旋转所产生的离心力,使模具本体型腔的金属液克服自身重力充填铸型,并凝固高铬铸铁环;高铬铸铁环作为复合轧辊的表面耐磨工作层,然后与钢液铸成的辊芯进行装配,再浇注辊颈和辊芯金属液,所述复合轧辊表面工作层组织致密, 铸造缺陷少,力学性能好,表面耐磨层的硬度均匀度比较高,使用寿命长、生产效率高,应用前景广泛。
附图说明
图1为本实用新型所述离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具的整体结构示意图;
图中:模具本体1、保护壳11、铸型12、端盖13、保护剂入口131、保护剂输入管132、自动关闭门二133、型腔14、浇料装置2、浇注槽21、混料入口22、浇料入口23、自动关闭门一231、混料装置3、高碳铬铁颗粒进料管31、电子秤311、铁水输入管32、混料室33、过滤网331、加热器332、连接轴4、a高碳铬铁颗粒、b铁水、c铁水\高碳铬铁颗粒混合液。
具体实施方式
下面结合附图1和具体实施例,进一步阐明本实用新型。
如图1所示的上述结构的离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,包括模具本体1、浇料装置2、混料装置3、连接轴4,所述模具本体1一端设置有连接轴4,所述连接轴4与离心机连接,所述模具本体1另一端设置有浇料装置2,所述浇料装置2与混料装置3连接;所述模具本体1包括保护壳11、铸型12、端盖13、型腔14,所述保护壳11包覆在所述铸型12外,所述型腔14设置在所述铸型12内,所述铸型12的一端与所述连接轴4连接,所述铸型12的另一端通过端盖13密闭;所述浇料装置2包括浇注槽21、混料入口22、浇料入口23,所述浇料入口23设置在所述端盖13上,所述浇注槽21通过浇料入口23与所述型腔14连通,所述混料装置3通过混料入口22与所述浇料装置2连通。
进一步的,所述混料装置3包括高碳铬铁颗粒进料管31、铁水输入管32、混料室33,所述高碳铬铁颗粒进料管31、铁水输入管32分别与混料室33上端连接。
此外,所述混料室33与混料入口22之间设置有过滤网331。所述混料室33外层设置有加热器332。
进一步的,所述端盖13还开设有保护剂入口131,所述保护剂入口131与所述保护剂输入管132连接。所述浇料入口23、保护剂入口131分别安装有自动关闭门一231、自动关闭门二133。
进一步的,所述高碳铬铁颗粒进料管31上部设置有电子秤311。
此外,所述模具本体1为球墨铸铁,所述模具本体1预热温度设定在 180~200℃。所述铸型12内壁均匀覆盖有覆膜砂121。所述覆膜砂121为热固型树脂覆膜砂,所述覆膜砂121温度为160~180℃,厚度为 2~3mm。
实施例
基于以上的结构基础,如图1所示。
工作时,当连接轴4的转速至设计转速时,将1600℃左右的铁水b、预热的高碳铬铁颗粒a分别经过高碳铬铁颗粒进料管31、铁水输入管32进入混料室33进行混合,经加热器熔融混合后的铁水\高碳铬铁颗粒混合液c再从混料入口22、浇注槽21、浇料入口23浇入旋转的模具本体1中。开始浇注时,先让铁水b浇注一会儿,以使铁水b尽快覆盖整个型腔,然后再均匀浇注铁水\高碳铬铁颗粒混合液c,浇注的整个过程中不能断流,在浇注快结束时,通过保护剂入口131加入保护剂,所述保护剂为经 100~150℃烘烤的 O 型玻璃渣,保护剂进入型腔14后均匀覆盖在离心件高铬铸铁环内表面,可防止氧化。
旋转的模具本体1,使铁水\高碳铬铁颗粒混合液c在离心力作用下成形并凝固高铬铸铁环,待高铬铸铁环内表面完全凝固后(1000~1100℃),停机准备组型,将该高铬铸铁环与预先造好的由钢液铸成的辊芯进行装配,再球化、孕育处理后的铁水浇入该复合铸型,形成外部为高铬铸铁,芯部为钢的双金属复合轧辊,得到所述耐磨高速钢复合轧辊。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式,但是,本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节,在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本实用新型的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本实用新型的思想,其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,其特征在于,包括模具本体(1)、浇料装置(2)、混料装置(3)、连接轴(4),所述模具本体(1)一端设置有连接轴(4),所述连接轴(4)与离心机连接,所述模具本体(1)另一端设置有浇料装置(2),所述浇料装置(2)与混料装置(3)连接;所述模具本体(1)包括保护壳(11)、铸型(12)、端盖(13)、型腔(14),所述保护壳(11)包覆在所述铸型(12)外,所述型腔(14)设置在所述铸型(12)内,所述铸型(12)的一端与所述连接轴(4)连接,所述铸型(12)的另一端通过端盖(13)密闭;所述浇料装置(2)包括浇注槽(21)、混料入口(22)、浇料入口(23),所述浇料入口(23)设置在所述端盖(13)上,所述浇注槽(21)通过浇料入口(23)与所述型腔(14)连通,所述混料装置(3)通过混料入口(22)与所述浇料装置(2)连通。
2.根据权利要求1所述的离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,其特征在于,所述混料装置(3)包括高碳铬铁颗粒进料管(31)、铁水输入管(32)、混料室(33),所述高碳铬铁颗粒进料管(31)、铁水输入管(32)分别与混料室(33)上端连接。
3.根据权利要求2所述的离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,其特征在于,所述混料室(33)与混料入口(22)之间设置有过滤网(331)。
4.根据权利要求2所述的离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,其特征在于,所述混料室(33)外层设置有加热器(332)。
5.根据权利要求1所述的离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,其特征在于,所述端盖(13)还开设有保护剂入口(131),所述保护剂入口(131)与保护剂输入管(132)连接。
6.根据权利要求4所述的离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,其特征在于,所述浇料入口(23)、保护剂入口(131)分别安装有自动关闭门一(231)、自动关闭门二(133)。
7.根据权利要求2所述的离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,其特征在于,所述高碳铬铁颗粒进料管(31)上部设置有电子秤(311)。
8.根据权利要求1所述的离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,其特征在于,所述模具本体(1)为球墨铸铁,所述模具本体(1)预热温度设定在 180~200℃。
9.根据权利要求1所述的离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,其特征在于,所述铸型(12)内壁均匀覆盖有覆膜砂(121)。
10.根据权利要求9所述的离心铸造耐磨高速钢复合轧辊模具,其特征在于,所述覆膜砂(121)为热固型树脂覆膜砂,所述覆膜砂(121)温度为160~180℃,厚度为 2~3mm。
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