專利名稱：一種金屬帶材的熱復(fù)合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種金屬帶材的熱復(fù)合裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于復(fù)合金屬材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種金屬帶材的熱 復(fù)合裝置。背景技術(shù)：
金屬復(fù)合材料是指兩種或兩種以上的金屬材料通過某種方式復(fù)合在一起的 新型復(fù)合材料，通常不采用任何粘接劑而是經(jīng)加熱、加壓或只經(jīng)加壓的方式使 金屬材料層永久地復(fù)合在一起。金屬復(fù)合材料具有廣泛的用途，主要分兩類一類是為了滿足某些特殊功能，如電工材料熱雙金屬，其由一層低膨脹 系數(shù)和一層高膨脹系數(shù)的金屬復(fù)合而成，用于溫度自動(dòng)控制儀表；不銹鋼-鋁-不銹鋼復(fù)合材料鍋，可以滿足清潔、堅(jiān)固、比熱容高、導(dǎo)熱性好等技術(shù)要求， 兼具不銹鋼和鋁的優(yōu)點(diǎn)。另一類是為了節(jié)省貴重金屬的用量，如雙面覆銅鋼板和雙面覆不銹鋼板， 其由中間一層較厚低碳鋼和上下兩層較薄的銅或不銹鋼復(fù)合而成。這類材料的 外表面具有銅和不銹鋼材料的耐腐蝕性、光亮、美觀等優(yōu)點(diǎn)，而價(jià)格比銅和不 銹鋼材料低。目前，主要采用連續(xù)熱復(fù)合技術(shù)生產(chǎn)金屬復(fù)合材料，在熱復(fù)合過程中，金 屬表層易被氧化，現(xiàn)有技術(shù)采用向金屬表面吹氮?dú)?，使金屬表面吸附一層氮?dú)?的方法來避免金屬表層被氧化。加熱過程采用被復(fù)合的兩層金屬帶作為加熱電 源的兩極，同一電流同時(shí)加熱兩層金屬帶。但目前的金屬復(fù)合技術(shù)存在以下缺 點(diǎn)。首先，控制各復(fù)合層的厚度較難，復(fù)合產(chǎn)品性能的同一性差；其次，各復(fù) 合層的結(jié)合強(qiáng)度低，造成成品率低；最后，各復(fù)合層加熱溫度控制較難，溫度 不易調(diào)整，復(fù)合而成的后材料機(jī)械性能差、板型差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于公開一種金屬帶材的熱復(fù)合裝置，其解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的復(fù)合產(chǎn)品同一性差、成品率低、機(jī)械性能差、板型差的技術(shù)問題。本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下 一種金屬帶材的熱復(fù)合裝置，包括基 材開巻機(jī)、校平機(jī)、覆材開巻機(jī)、基材、覆材加熱器、復(fù)合軋機(jī)、復(fù)合材冷卻 器及復(fù)合材巻取機(jī)，其特征在于基材、覆材的加熱器與復(fù)合軋機(jī)之間設(shè)置密 封的加熱氣氛保護(hù)室、復(fù)合材冷卻器設(shè)置密封的冷卻氣氛保護(hù)室，兩氣氛保護(hù) 室與復(fù)合軋機(jī)的軋輥密封配合，室內(nèi)通入氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚?。所述的熱?fù)合裝置，加熱氣氛保護(hù)室為移動(dòng)式，室體壁上設(shè)有夾套，夾套 通冷卻水；室體頂部設(shè)防爆口，帶材的出口處裝溫度傳感器。所述的熱復(fù)合裝置，冷卻氣氛保護(hù)室為移動(dòng)式，冷卻器裝于室內(nèi)或室外， 室體頂部裝循環(huán)冷卻風(fēng)機(jī)，循環(huán)冷卻風(fēng)機(jī)通過管道與噴管及帶材兩側(cè)的集氣箱 相連，噴管設(shè)有噴口。所述的熱復(fù)合裝置，加熱器與加熱氣氛保護(hù)室間設(shè)置糾偏對(duì)中裝置，對(duì)迸 入加熱氣氛保護(hù)室前的帶材進(jìn)行糾偏。所述的熱復(fù)合裝置，加熱器的高電位設(shè)于開巻機(jī)與糾偏對(duì)中裝置之間，軋 輥處設(shè)共同的低電位。所述的熱復(fù)合裝置，高電位電極采用耐高溫氣缸驅(qū)動(dòng)，并由絲桿作橫向調(diào) 節(jié)，高電位前設(shè)一計(jì)長裝置。所述的熱復(fù)合裝置，軋輥由輥軸外過盈配合輥套而構(gòu)成，輥軸沿軸芯開通 孔，通孔內(nèi)通入冷卻水。所述的熱復(fù)合裝置，輥套兩側(cè)由卡環(huán)鎖緊。本實(shí)用新型金屬帶材的熱復(fù)合裝置的特點(diǎn)-1、 采用可控保護(hù)氣氛裝置，在加熱、冷卻各階段都設(shè)有保護(hù)氣氛室，并向 保護(hù)氣氛室內(nèi)通入配比好的氫氣和氮?dú)?，確保金屬表面不被氧化，且氫氣具有 還原作用，能改善金屬表層的氧化狀況，各復(fù)合層間的結(jié)合性能好，復(fù)合層之 間形成永久而牢固的連接。2、 本實(shí)用新型金屬帶材的熱復(fù)合裝置設(shè)置糾偏對(duì)中裝置，減少各組元材料 邊緣的錯(cuò)邊量。檢測復(fù)合前各層金屬帶材的邊緣偏移量，通過程序控制各帶材 的糾偏機(jī)構(gòu)及調(diào)整軋機(jī)的參數(shù)，使之相互匹配，達(dá)到各帶材相互對(duì)正，從而使4成品率得以提高，節(jié)約材料，降低生產(chǎn)成本。3、 本實(shí)用新型金屬帶材的熱復(fù)合裝置采用各層分別加熱，獨(dú)立控制，以適應(yīng)不同材料的特性，達(dá)到復(fù)合后材料的機(jī)械性能優(yōu)、板型好的技術(shù)要求。4、 本實(shí)用新型金屬帶材的熱復(fù)合裝置經(jīng)反復(fù)試制，采用特殊材料、經(jīng)特殊 工藝加工、熱處理的復(fù)合軋輥輥套，輥套套于特殊結(jié)構(gòu)的輥軸外(軸芯通冷卻 水)構(gòu)成一根完整的軋輥，軋輥輥面無需噴水或氣等介質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，產(chǎn)品 表面不會(huì)被氧化、無龜裂，軋制而成的復(fù)合產(chǎn)品表層質(zhì)優(yōu)。與現(xiàn)有復(fù)合技術(shù)相比，本實(shí)用新型金屬帶材的熱復(fù)合裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)a、 能夠更好地控制復(fù)合層厚比，產(chǎn)品的同一性較好。b、 釆用可控氣氛熱復(fù)合技術(shù)，各復(fù)合層的結(jié)合率好、結(jié)合強(qiáng)度高，成品率 高，可達(dá)85 90%，高于現(xiàn)有復(fù)合方法的成品率。c、 可控氣氛熱復(fù)合生產(chǎn)線屬帶式法連續(xù)生產(chǎn)，且應(yīng)用了自動(dòng)控制技術(shù)，因 而有利于產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)率的提高，也使勞動(dòng)條件、環(huán)境大為改善。d、 可控氣氛熱復(fù)合生產(chǎn)中待復(fù)合的金屬材料在還原性的氨分解氣氛中進(jìn)行 加熱、復(fù)合軋制、冷卻，因此，無需酸洗工序，無酸洗廢水，不影響環(huán)境。g、采用可控氣氛熱復(fù)合技術(shù)生產(chǎn)復(fù)合金屬材料，降低生產(chǎn)成本，有利于取 得更好的經(jīng)濟(jì)效益。
圖l為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為金屬帶材的加熱結(jié)構(gòu)圖。圖3為加熱氣氛保護(hù)室的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為軋輥的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為冷卻氣氛保護(hù)室的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1 —基材開巻機(jī)、2—校平機(jī)、3 —覆材開巻機(jī)、4一覆材開巻機(jī)、5_ 加熱器、6 —糾偏裝置、7 —加熱氣氛保護(hù)室、8 —熱復(fù)合軋機(jī)、9一冷卻氣氛保 護(hù)室、10 —巻取機(jī)、11-基材、12、 13-覆材、210-高電位、211-低電位、212-耐高溫氣缸、213-電極、214-計(jì)長裝置、215-絲桿、216-氣缸、217-導(dǎo)電電極、3卜入口、 32-出口、 33-防爆口、 34-窗口、 35-溫度傳感器、36-數(shù)顯儀表、37-導(dǎo)軌、38-夾套、39-撐腳、46-輥軸、47-輥套、48-卡環(huán)、49-循環(huán)冷卻水、518-冷卻室體、519-循環(huán)風(fēng)機(jī)、520-冷卻器、521-集氣箱、522-噴口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說明。如圖1所示，基材ll由開巻機(jī)l開巻，經(jīng)校平機(jī)2校平；兩覆材12、 13分 別由開巻機(jī)3、 4開巻，基材、覆材開巻后通過電刷感應(yīng)加熱器5,兩覆材加熱 是通過電刷通低壓大電流加熱，基材加熱既可采用低壓大電流加熱，也可在加 熱室內(nèi)加高頻感應(yīng)圈加熱；然后由糾偏對(duì)中裝置5糾偏，送入加熱氣氛保護(hù)室7， 加熱氣氛保護(hù)室與復(fù)合軋機(jī)的軋輥密封配合，室內(nèi)通入氫氣和氮?dú)?；后直接進(jìn) 入熱復(fù)合軋機(jī)8復(fù)合；復(fù)合后的材料通過冷卻氣氛保護(hù)室9，冷卻氣氛保護(hù)室與 復(fù)合軋機(jī)的軋輥密封配合，室內(nèi)通入氫氣和氮?dú)猓瑥?fù)合材冷卻至15(TC左右后由 巻取機(jī)10收巻。帶材寬度為160—1250mm，基材厚度為2—7mm，兩覆材厚度為0. 25—lram; 復(fù)合速度可達(dá)8m/min，復(fù)合軋制走帶的速度可無級(jí)調(diào)速，復(fù)合軋制的壓下率為 30 40%。如圖2所示，帶材的加熱采用電阻直接加熱方式，高電位210位于加熱保 護(hù)氣氛室前，每層帶材各一個(gè)，軋輥軸徑處為三層共同的低電位211。高電位用 耐高溫氣缸212壓緊與帶材接觸，其電極213用特殊的導(dǎo)電材料制造，確保帶 材走動(dòng)時(shí)與帶材接觸良好。高電位前各有一個(gè)計(jì)長裝置214，測量走過的帶材長 度。由于帶材的寬度不同或跑偏，高電位裝置采用絲桿215作橫向調(diào)節(jié)。低電 位安裝在軋機(jī)上，當(dāng)軋輥壓下時(shí)，由氣缸216壓緊弧形的導(dǎo)電電極217，軋輥軸 徑與電極良好接觸。電流通過帶材從高電位處流向低電位處，達(dá)到加熱帶材的 目的。三層獨(dú)立加熱，可滿足不同材料復(fù)合軋制時(shí)的溫度，在保證復(fù)合牢固度的 前提下，有效地降低軋制力，充分發(fā)揮可控氣氛熱復(fù)合工藝的特點(diǎn)，同時(shí)可根 據(jù)具體情況，只加熱其中的兩層。加熱至帶材熔點(diǎn)的60 80%的溫度，改變電壓即可改變加熱溫度，單獨(dú)調(diào) 整不同組元層材料的加熱溫度。如圖3所示，加熱氣氛保護(hù)室7由耐熱不銹鋼焊接而成，室內(nèi)通入氫氣和 氮?dú)?，室體外壁設(shè)有夾套8，夾套8通冷卻水。室體由撐腳39支撐，可沿?fù)文_ 39上下移動(dòng)并固定；撐腳39橫向連接導(dǎo)軌37，室體可沿導(dǎo)軌37前后移動(dòng)。室 體設(shè)有三個(gè)入口31，分別由上下覆材13、 12和中間基材11，出口32連于軋機(jī) 8的軋輥縫處，進(jìn)出口要求具有良好的密封性能，以減少保護(hù)氣的流失及確保氣 氛保護(hù)室內(nèi)氣壓的穩(wěn)定。室體頂部設(shè)有防爆口33，如內(nèi)部壓力過大，防爆口33 最先打破，以保護(hù)設(shè)備安全。在操作側(cè)氣氛保護(hù)室開有若干窗口 34，供穿帶和 維修檢査。氣氛保護(hù)室內(nèi)靠近出口位置裝有溫度傳感器35，分別檢測三層帶材 復(fù)合軋制前的溫度。氣氛保護(hù)室內(nèi)裝有氧氣檢測傳感器，檢測室體內(nèi)的含氧量， 氧氣檢測傳感器與外部的數(shù)顯儀表36連在一起，室體內(nèi)允許的含氧量可通過儀 表設(shè)定， 一旦氧氣超過設(shè)定值，便會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，操作工人應(yīng)迅速采取措施。如圖4所示，輥軸46外過盈配合輥套47，輥套47采用特殊的耐熱鋼制成， 在不噴水的情況下，保證外表面不龜裂，軋輥的使用壽命大大提高。輥套47兩 側(cè)用卡環(huán)48鎖緊，輥軸沿軸芯開通孔，通入循環(huán)冷卻水49，確保軋輥軸承處的 溫度處于允許范圍。如圖5所示，帶材復(fù)合后通過保護(hù)氣氛冷卻室9冷卻，冷卻室內(nèi)通入氫氮 保護(hù)氣，氫氣和氮?dú)獾谋壤烧{(diào)節(jié)。冷卻室體518采用不銹鋼材料焊接而成， 冷卻室置于導(dǎo)軌之上，可前后移動(dòng)。頂部裝有兩臺(tái)循環(huán)風(fēng)機(jī)519，保護(hù)氣冷卻器 520裝在冷卻室體的內(nèi)側(cè)面，經(jīng)冷卻后的保護(hù)氣從風(fēng)機(jī)519由管道均分到鋼帶兩 側(cè)的集氣箱521內(nèi)，然后通過噴管并由噴口 522高速垂直地噴向復(fù)合材表面， 與復(fù)合材進(jìn)行熱交換，以達(dá)到冷卻目的。權(quán)利要求1、一種金屬帶材的熱復(fù)合裝置，包括基材開卷機(jī)、校平機(jī)、覆材開卷機(jī)、基材、覆材加熱器、復(fù)合軋機(jī)、復(fù)合材冷卻器及復(fù)合材卷取機(jī)，其特征在于基材、覆材的加熱器與復(fù)合軋機(jī)之間設(shè)置密封的加熱氣氛保護(hù)室、復(fù)合材冷卻器設(shè)置密封的冷卻氣氛保護(hù)室，兩氣氛保護(hù)室與復(fù)合軋機(jī)的軋輥密封配合。
2、 如權(quán)利要求1所述的熱復(fù)合裝置，其特征在于加熱氣氛保護(hù)室為移動(dòng) 式，室體壁上設(shè)有夾套，夾套通冷卻水；室體頂部設(shè)防爆口，帶材的出口處裝 溫度傳感器。
3、 如權(quán)利要求1所述的熱復(fù)合裝置，其特征在于冷卻氣氛保護(hù)室為移動(dòng) 式，冷卻器裝于室內(nèi)或室外，室體頂部裝循環(huán)冷卻風(fēng)機(jī)，循環(huán)冷卻風(fēng)機(jī)通過管 道與帶材兩側(cè)的集氣箱及噴管相連，噴管設(shè)有噴口。
4、 如權(quán)利要求1所述的熱復(fù)合裝置，其特征在于加熱器與加熱氣氛保護(hù) 室間設(shè)置糾偏對(duì)中裝置，對(duì)進(jìn)入加熱氣氛保護(hù)室前的帶材進(jìn)行糾偏。
5、 如權(quán)利要求4所述的熱復(fù)合裝置，其特征在于加熱器的高電位設(shè)于開 巻機(jī)與糾偏對(duì)中裝置之間，軋輥處設(shè)共同的低電位。
6、 如權(quán)利要求5所述的熱復(fù)合裝置，其特征在于高電位電極采用耐高溫 氣缸驅(qū)動(dòng)，并由絲桿作橫向調(diào)節(jié)，高電位前設(shè)一計(jì)長裝置。
7、 如權(quán)利要求1所述的熱復(fù)合裝置，其特征在于軋輥由輥軸外過盈配合 輥套而構(gòu)成，輥軸沿軸芯開通孔，通孔內(nèi)通入冷卻水。
8、 如權(quán)利要求7所述的熱復(fù)合裝置，其特征在于輥套兩側(cè)由卡環(huán)鎖緊。
專利摘要本實(shí)用新型屬于復(fù)合金屬材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種金屬帶材的熱復(fù)合裝置，包括基材開卷機(jī)、校平機(jī)、覆材開卷機(jī)、基材、覆材加熱器、復(fù)合軋機(jī)、復(fù)合材冷卻器及復(fù)合材卷取機(jī)，基材、覆材的加熱器與復(fù)合軋機(jī)之間設(shè)置密封的加熱氣氛保護(hù)室、復(fù)合材冷卻器設(shè)置密封的冷卻氣氛保護(hù)室，兩氣氛保護(hù)室與復(fù)合軋機(jī)的軋輥密封配合，室內(nèi)通入氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚?。本?shí)用新型的金屬帶材的熱復(fù)合裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的復(fù)合產(chǎn)品同一性差、成品率低、機(jī)械性能差、板型差的技術(shù)問題。
文檔編號(hào)B23K20/24GK201105358SQ20072011439
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者周炳水 申請(qǐng)人:中國聯(lián)合工程公司