CN2749593Y - 氮化硅陶瓷导轮 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于轧制钢线材或细元钢的轧制设备上的氮化硅陶瓷导轮，包含氮化硅陶瓷导轮本体和本体内的滚动轴承，本体外缘为弧形内凹面；轴承可以是钢制轴承，钢制轴承可含有钢制滚动体或氮化硅陶瓷滚动体，滚动轴承也可采用与导轮本体同一材料的全氮化硅陶瓷轴承，后者的导轮本体兼为轴承外圈。本导轮在1000℃以上的高温及高磨损的恶劣工况下，能够保持良好的工作状态，使用寿命长。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种钢线材或细元钢轧制设备上使用的导轮，特别是氮化硅陶瓷导轮。
背景技术
钢线材或细元钢轧制设备上的导轮是轧制成的线材或细元钢的导向轮，该导轮因长期处在1100℃左右高温、3000-7000转/分高速的运行状态，并直接承受线材或细元钢运行中对导轮连续的径向压力，因而损耗大、寿命低，此外，轮面与高温钢材的剧烈摩擦还会使轮面磨损变形而导致产品形位改变，不能生产出符合技术规范的产品，这种情况下，导轮必须报废更换。目前普遍采用的合金钢导轮报废率极高，以线速度为100米/秒工况下运行的合金钢导轮，其最高寿命只能轧制线材≤1500吨。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种适于钢线材轧制设备使用的氮化硅陶瓷导轮，以提高导轮的抗压和耐磨损、耐高温强度，延长导轮的使用。
本实用新型导轮包含氮化硅陶瓷导轮本体和导轮内的滚动轴承，本体外缘为弧形内凹面，所说的滚动轴承是可以钢制轴承，所说的钢制轴承可含有钢制轴承可含有钢制滚动体或氮化硅陶瓷滚动体。
所说的陶瓷本体的内壁设有钢制内衬套，这是考虑到导轮的高温工作工况下氮化硅与轴承钢膨胀系数不同的具体情况而设计，由于内衬套可轴向自由膨胀，从而补偿或吸收氮化硅与钢铁之间的不同膨胀系数，以避免高温膨胀造成零件破坏。
所说的内轴承可以是氮化硅陶瓷轴承，氮化硅陶瓷导轮本体兼陶瓷轴承的外圈，氮化硅陶瓷滚动体装于氮化硅陶瓷陶瓷内圈与导轮本体之间，组成一体化的氮化硅陶瓷导轮。
本实用新型利用氮化硅(Si3N4)陶瓷的耐高温(≥1700℃)、高硬度(≥90HRc)、耐高压(≥750Mpa)及耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、低膨胀、自润滑等金属材料所无法实现的功能，将它用于钢线材(或细元钢)轧制设备上的导轮，从而使导轮在高温(1000℃以上)、高强、高磨损的恶劣工况下，能够保持良好的工作状态。经验证，本陶瓷导轮能安全运行轧制钢线材7000吨以上，其使用寿命是现有金属导轮的5倍以上，解决了长期存在的钢线材轧制设备导轮寿命短的致命难题。
附图说明
图1～图4是本氮化硅陶瓷导轮的各实施例结构示意图。
图1-图4中，1-氮化硅陶瓷导轮本体，1-1-内凹弧面，2-钢制滚珠轴承，3-钢制内衬套，4-中心轴孔，21-氮化硅陶瓷滚珠，22-氮化硅陶瓷轴承内圈。
如图1实施例中，导轮本体1以氮化硅陶瓷制成，它的外缘为内凹弧面1-1，本体1内侧设有上下两个轴承2。轴承的中心轴孔4内装入转轴。
图2和图3是氮化硅陶瓷导轮本体1的内侧复合有钢制内衬套3的实施例，轴承2位于内衬套3的内侧。
图4实施例中设有氮化硅陶瓷轴承，它包含氮化硅陶瓷陶瓷内圈22、氮化硅陶瓷滚珠21以及兼作轴承外圈的氮化硅陶瓷导轮本体1组成，氮化硅陶瓷滚珠21装于与导轮本体1之间，组成一体化的氮化硅陶瓷导轮。
氮化硅陶瓷的技术性能与陶瓷的烧结工艺有关，本实用新型采用气压烧结即高α相的Si3N4粉+氧化钇烧结助剂+氧化铝添加剂+加热+加压→氮化硅半成品→机械加工得成品的工艺路线，能获得适于钢线材(或细元钢)轧制设备导轮的氮化硅陶瓷材料。
气压烧结的氮化硅陶瓷材料技术性能如下表，表中所列技术性能大多超过钢铁材料。
| 密度kg/m3 | 2200～3200 | ||
| 洛式硬度(HRc) | 85～92 | ||
| 分解点 | 1900℃ | ||
| 显微硬度HVMpa | 16000～34000 | ||
| 线膨胀系数室温～1000℃10-6/℃ | 3.2 | ||
| 导热系数w/m.k(20-250℃) | 1.5～18.42 | ||
| 摩擦系数 | 0.5～1.0 | ||
| 弹性模量 | 14～28 | ||
| 断裂韧性Mpa/ml/2 | 7～8 | ||
| 抗拉强度Mpa | 98-142(反应烧结) | 515(热压烧结) | |
| 抗弯强度Mpa | 117-205 | 549-686 | |
| 抗压强度Mpa | 233--308 | 588-980 | |
| 密度kg/m3 | 2200～3200 | ||
| 洛式硬度(HRc) | 85～92 | ||
| 分解点 | 1900℃ | ||
| 显微硬度HVMpa | 16000～34000 | ||
| 线膨胀系数室温～1000℃×10-6/℃ | 3.2 | ||
| 导热系数w/m.k(20-250℃) | 1.5～18.42 | ||
| 摩擦系数 | 0.5～1.0 | ||
| 弹性模量 | 14～28 | ||
| 断裂韧性Mpa/ml/2 | 7～8 | ||
| 抗拉强度Mpa | 98-142(反应烧结) | 515(热压烧结) | |
| 抗弯强度Mpa | 117-205 | 549-686 | |
| 抗压强度Mpa | 233-308 | 588-980 |
Claims (5)
1.氮化硅陶瓷导轮，其特征是包含氮化硅陶瓷导轮本体(1)和导轮内的滚动轴承，本体(1)的外缘为弧形内凹面(1-1)。
2.根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷导轮，其特征是所说的滚动轴承是钢制轴承(2)。
3.根据权利要求2所述的氮化硅陶瓷导轮，其特征是所说的钢制轴承含有氮化硅陶瓷滚动体。
4.根据权利要求1或2或3所述的氮化硅陶瓷导轮，其特征是所说的陶瓷导轮本体(1)的内侧设有钢制内衬套(3)。
5.根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷导轮，其特征是所说的内轴承是氮化硅陶瓷轴承，氮化硅陶瓷导轮本体(1)兼为该陶瓷轴承的外圈，氮化硅陶瓷滚动体(21)装于氮化硅陶瓷陶瓷内圈(22)与导轮本体(1)之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200420054571 CN2749593Y (zh) | 2004-12-20 | 2004-12-20 | 氮化硅陶瓷导轮 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN 200420054571 CN2749593Y (zh) | 2004-12-20 | 2004-12-20 | 氮化硅陶瓷导轮 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN2749593Y true CN2749593Y (zh) | 2006-01-04 |
Family
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| CN 200420054571 Expired - Fee Related CN2749593Y (zh) | 2004-12-20 | 2004-12-20 | 氮化硅陶瓷导轮 |
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| CN (1) | CN2749593Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103042049A (zh) * | 2013-01-09 | 2013-04-17 | 合肥市百胜科技发展股份有限公司 | 一体式轴承导辊 |
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2004
- 2004-12-20 CN CN 200420054571 patent/CN2749593Y/zh not_active Expired - Fee Related
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