CN211727484U - 一种硬质合金复合辊环的生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硬质合金复合辊环的生产装置，在石墨承载板上有隔绝层，隔绝层的上表面放置有外套，外套的内腔套装有内芯，于外套的内环锥面同内芯的外环锥面间有0～10度的夹角α。位置在隔绝层上的外层石墨环的轴向中心线同内芯、外套的轴向中心线在同一直线上，于外层石墨环和外套的空隙间有隔热环，外层石墨环的外周绕有柔性约束丝，内芯和外套的接触面对着圆环形凹槽。所述生产装置可将高速线材生产线上报废的硬质合金辊环再生利用，节约生产成本，将报废的硬质合金辊环同相同材质的硬质合金辊环复合为新型复合辊环再用于高速线材轧机，整个生产流程无环境污染，性能满足生产需要，有实用和推广价值。

Description

一种硬质合金复合辊环的生产装置

技术领域

本实用新型涉及一种配套于高速线材轧机上的硬质合金复合辊环的生产装置。

背景技术

硬质合金辊环（也叫碳化钨辊环）是指以碳化钨和钴（Co）、镍（Ni）为原料用粉末冶金方法制成的辊环，硬质合金辊环性能优越，质量稳定，产品加工精度高，有较好的耐磨性和较高的抗冲击性能。此外，硬质合金辊环有高的硬度，而且其硬度值随温度的变化很小，700℃的硬度值为高速钢辊环的4倍，而弹性模量、抗压强度、抗弯强度、导热率等高出工具钢的1倍以上。硬质合金辊环的导热率高、散热效果好，使辊环表面处于高温的时间较短，因而使得此种材质的硬质合金辊环同冷却水中的有害杂质的高温反应时间短。同工具钢辊环相比，碳化钨辊环更抗腐蚀、抗冷热疲劳，所以用碳化钨材质制作的硬质合金辊环在高速线材轧机中普遍应用，其较铸钢辊环提高过钢量达10倍以上，较高速钢辊环提高过钢量4倍以上。

即便用碳化钨和锆、镍制作的硬质合金辊环有如此好的力学性能，但经长期使用后这种硬质合金辊环也有报废的时候，而且报废的硬质合金辊环数量极大，使其含高价值的钴、镍、钨等贵重金属也会随之报废，而且所述的碳化钨和钴、镍材质制成的硬质合金辊环仅仅能使用外层的30%体积部分，其余70%的体积部分报废，又因报废的部分其硬度和抗冲击性极高，难以破碎回收再利用。就目前的技术水平，如果要回收这报废的部分只能采用锌溶法或电解法，污染环境，且引入杂质，导致回收粉末品质下降，难以再利用。如何回收/再生这些报废的硬质合金辊环部分成为本领域技术人员的一大课题。可能有这方面的相关报道，但是最能解决问题方法或装置还不多。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可将报废的硬质合金辊环修复/再利用的硬质合金复合辊环的生产装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:所述的一种硬质合金复合辊环的生产装置包括石墨承载板、隔绝层、柔性约束丝、外层石墨环、隔热保护环，以及外套（2）和内芯。在石墨承载板的上表面加工有圆环形凹槽，圆环形凹槽的断面形状可为圆形或方形。在石墨承载板上有隔绝层，于隔绝层的上表面放置有外套，在外套的内腔套装有内芯，外套的内环锥面同内芯的外环锥面间有夹角α，取α=0～10度。在内芯套培装到外套的内腔时，内芯和外套的接触面正对着石墨承载板上的圆环形凹槽。

外层石墨环位置在隔绝层上，外层石墨环的轴向中心线同内芯的轴向中心线、外套的轴向中心线在同一直线上。在外层石墨环和外套的空隙间有隔热保护环，于外层石墨环的外周绕有柔性约束丝。

采用如上技术方案所提供的一种硬质合金复合辊环的生产装置与现有技术相比，技术效果在于：①能将高速线材生产线上的报废硬质合金辊环再生利用，节约原材料消耗，节省企业生产成本；②在报废的硬质合金辊环再生过程中无环境污染；③在整个生产工艺中，由于采用外径已经减小至最小直径而报废的硬质合金辊环做内芯，采用粉末冶金方法将由碳化钨、钴和镍粉末混合原料生产的硬质合金辊环做外套，在所述的生产装置中进行烧结复合成为硬质合金复合辊环，其性能达到所需要求，满足生产需要；④相对而言，生产流程不复杂，一般中心企业都可采纳。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种硬质合金复合辊环的生产装置的局部示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细描述。

如图1所示，所述一种硬质合金复合辊环的生产装置包括石墨承载板7、隔绝层6、柔性约束丝5、外层石墨环4、隔热保护环3，以及外套2和内芯1。在石墨承载板7的上表面加工有圆形凹槽8，它的断面形状可为圆形或方形。圆环形凹槽8的作用在于防止（硬质合金辊环）外套2和（硬质合金辊环）内芯1在高温复合时产生移动，也防止石墨承载板7上的隔热层6中的氧化铝粉渗入至复合辊环的复合缝中，防止辊环渗碳，产生缺陷。其中内芯1为采用报废的硬质合金辊环，外套2为与内芯1同材质的新的硬质合金辊环，两者组合成硬质合金复合辊环。

在石墨承载板7上有（厚度为mm级）隔绝层6，所述隔绝层6通常为细颗粒（μm级）氧化铝粉，也可以采用石墨乳，其作用在于将石墨承载板7同外套2、内芯1之间隔绝，防止复合辊环渗碳。在隔绝层6的上表面放置有（硬质合金复合辊环）外套2，在外套2的内腔套装有内芯1。此处所述的外套2为新型的硬质合金辊环，内芯1为报废的硬质合金辊环，当生产硬质合金复合辊环时，先将报废的硬质合金辊环（如本申请所述的内芯1即为报废的硬质合金辊环）外层进行线切割及磨削到一定程度，再采用正常的粉末冶金方法生产（硬质合金辊环）外套2，做到外套2的材质、成分与内芯1的材质、成分相同，使用外套2时要进行内孔和上下平面的磨削，使达到外套2的内径大于内芯1的外径。当把内芯1套装到外套2的内孔时，使外套2的内层和内芯1的外层之间的接触面间隙越小越好，最好保持在0.01mm以内。内芯1和外套2的接触面可以是直筒面，也可以是锥面，即内芯1和外套2在常温状态下时保持有一定压力的面接触，此时外套2的内环锥面同内芯1的外环锥面间有夹角α，取α=0 ～10度。当内芯1套装到外套2的内腔时，使内芯1和外套2的接触面（构成一个圆形圈）正对着石墨承载板7上的圆环形凹槽8，可防止石墨承载板7上的氧化铝粉渗入到内芯1、外套2的复合缝中，不产生缺陷。

在石墨承载板7的上方的隔绝层6上放置有外层石墨环4，设置外层石墨环4时，使外层石墨环4的轴向中心线同内芯1的轴向中心线、外套2的轴向中心线在同一直线上，实现三线合一，保证内芯1和外套2在高温下受热均匀。在外层石墨环4同外套2的空隙之间有隔热保护环3，所述隔热保护环3是用粗颗粒或流动性好、较蓬松的氧化铝粉末颗粒填充的，亦可采用氧化锆粉末或采用与硬质合金高温不反应而流动性好的氧化陶瓷粉末填充形成，亦可采用氧化锆粉末同氧化陶瓷粉末的混合体来填充。外层石墨环4也可采用耐1500℃以上高温的陶瓷或高熔点的金属等耐火材料组成的环。在高温下，硬质合金复合辊环的内芯1和外套2均会软化，在重力作用下下坠，导致复合辊环的尺寸高度不足，外层石墨环4可限制隔热保护环3中氧化铝颗粒流动，将限制力传递至复合辊环的外套2。因外层石墨环4的热膨胀系数极小，确保由内芯1和外套2组成的复合辊环即使在高温下产生液相烧结现象也不会因为软化而下坠。

在外层石墨环4的外周绕有柔性红豆丝5，也可称作高熔点金属丝5（选用钨丝或钼丝等），直径mm级。因为外层石墨环4是脆性材料，在高温下（如1300℃左右），由内芯1和外套2构成的复合辊环会产生向外膨胀力，如外层石墨环4强度低，会导致外层石墨环4崩裂，此时柔性约束丝5提供柔性约束，即使外层石墨环4崩裂，也不会影响硬质合金复合辊环的生产。

实施时，根据如上描述所成的生产装置放于一压力烧结炉（或真空炉）中，控制好压力烧结炉中的温度在1260～155℃之间，保温时间30～120min和气氛（如Ar气氛），即可实现本实用新型所述的目的。

Claims (1)

1.一种硬质合金复合辊环的生产装置，包括石墨承载板（7）、隔绝层（6）、柔性约束丝（5）、外层石墨环（4）、隔热保护环（3），以及外套（2）和内芯（1），其特征是：在石墨承载板（7）的上表面加工有圆环形凹槽（8），圆环形凹槽（8）的断面形状为圆形或方形；在石墨承载板（7）上有隔绝层（6），于隔绝层（6）的上表面放置有外套（2），在外套（2）的内腔套装有内芯（1），外套（2）的内环锥面同内芯（1）的外环锥面间有夹角α，取α=0～10度；在内芯（1）套装到外套（2）的内腔时，内芯（1）和外套（2）的接触面正对着石墨承载板（7）上的圆环形凹槽（8）；

外层石墨环（4）设置在隔绝层（6）上，外层石墨环（4）的轴向中心线同内芯（1）的轴向中心线、外套（2）的轴向中心线在同一直线上；在外层石墨环（4）和外套（2）的空隙间有隔热保护环（3），于外层石墨环（4）的外周绕有柔性约束丝（5 ）。

Images