專利名稱：一種鑄造雙金屬軋輥的設備與方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無切削金屬機械加工方面的金屬軋制領域，尤其是指一種鑄造雙金屬軋輥的設備與方法。在國際專利分類表中應該分為B21大類。
背景技術：
目前，制造工業(yè)軋輥的方法主要有兩種一是電渣重熔法，如用9Cr2Mo為代表的電渣重熔材料生產軋輥，由于其工藝復雜、技術要求高，只能生產較小噸位的軋輥；二是用離心澆鑄法，所述離心澆鑄法主要是用離心澆鑄設備鑄造由輥身和輥軸組成的雙金屬軋輥，這是與本發(fā)明最為接近的技術，但是該技術也有缺點離心澆鑄設備和模具較為復雜，投資比較大。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對已有技術的不足，提供一種生產設備少、操作簡便的投資比較小的鑄造雙金屬軋輥的設備與方法。
本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現的所述的鑄造雙金屬軋輥的設備包括模具(4)、澆鑄口(6)，在所述模具(4)的上面設有排氣孔(7)，主要特點在于所述模具(4)為中空的圓柱體，由上、下兩部分組成，在所述模具(4)的下側設有澆鑄管道(12)，所述澆鑄口(6)連接到澆鑄管道(12)的外口上，在所述模具(4)的上面設置惰性氣體輸入孔(13)，在所述惰性氣體輸入孔(13)的外口上連接惰性氣體輸入管道(8)，在所述模具(4)的內側有一個輥身型腔(5)；在所述模具(4)的外側面繞有感應線圈(2)；所述設備有一個感應電源(1)，所述感應電源(1)的兩個輸出端連接所述的感應線圈(2)的兩端。
在具體實施例中，所述的感應電源(1)為工頻感應電源、中頻感應電源、高頻感應電源。
所述的模具(4)的材料為耐高溫的高強度的非金屬材料。
所述的模具(4)的材料為耐火材料、陶瓷材料。
在所述模具(4)的上、下端面上分別預留有型材輥軸(3)的上放置口(10)和型材輥軸(3)的下放置口(11)。
所述的鑄造雙金屬軋輥的方法，其主要特點在于1)通過設在模具(4)的上、下端面上的預留的型材輥軸(3)的上放置口(10)和型材輥軸(3)的下放置口(11)，把型材輥軸(3)插入模具(4)中，在型材輥軸(3)與模具(4)之間形成輥身型腔(5)，在所述的上放置口(10)和下放置口(11)與型材輥軸(3)之間形成氣密封；2)通過惰性氣體輸入管道(8)和惰性氣體輸入孔(13)，把惰性氣體輸入到所述的輥身型腔(5)內，從排氣孔(7)排去輥身型腔(5)內的空氣，一直到惰性氣體充滿輥身型腔(5)；3)啟動感應電源(1)，把設置在感應線圈(2)內的型材輥軸(3)加熱到高溫；4)通過澆鑄口(6)和澆鑄管道(12)把輥身合金液體澆鑄到輥身型腔(5)內，一直到輥身合金液體充滿輥身型腔(5)，輥身合金液體與型材輥軸(3)結合為一體，形成雙金屬軋輥，澆鑄輥身合金液體時形成的多余物從排氣孔(7)排出；5)停止?jié)茶T輥身合金液體、關閉感應電源(1)、停止輸入惰性氣體；6)緩慢冷卻到常溫后，把模具(4)與雙金屬軋輥分離，把雙金屬軋輥排放整齊。
在具體實施例中，所述的高溫為400-1000℃。
所述的高溫為800℃。
所述的惰性氣體為氬(Ar)氣。這里選擇氬氣主要是因為其價格比較便宜、投資比較小的原因，當然也可以選擇He、Ne、Kr、Xe等氣體。
由于本發(fā)明采用上述技術方案，所述鑄造設備相當簡單，其操作方法也非常簡便，投資有了較大幅度的下降，因而使雙金屬軋輥的制造成本大為降低，更為重要的是使用本發(fā)明所制造的雙金屬軋輥的質量有了顯著的提高。


及實施例下面結合附圖和實施例進一步說明，其中附圖1是利用本發(fā)明所制造的產品——雙金屬軋輥的構造示意圖。
附圖2是鑄造雙金屬軋輥的設備的結構圖。
附圖3是插入型材輥軸3準備進行鑄造雙金屬軋輥時的設備的結構圖。
附圖1是雙金屬軋輥的構造示意圖，它是利用本發(fā)明所制造的產品。為了便于理解本發(fā)明，特在此繪出。在該附圖中可以看到，雙金屬軋輥由兩部分組成型材輥軸(3)和輥身(9)。其中，輥身(9)是由合金液體澆鑄而成。本發(fā)明的一個突出的特點是型材輥軸(3)，這是本發(fā)明和已有技術的重大區(qū)別之一所述輥軸取材于型材，而非鑄造而成；而已有技術的輥軸是鑄造的。上述區(qū)別顯示出本發(fā)明具有下述優(yōu)點第一選用現成的型材作輥軸減少了一道鑄造工序，提高了生產效率；第二由型材制成的輥軸的質量遠遠好于由鑄造制成的輥軸的質量；第三生產成本降低，價格便宜。
附圖2是鑄造雙金屬軋輥的設備的結構圖。從該附圖中可以了解本發(fā)明的結構特征。在附圖2中可以看到1感應電源、2感應線圈、4模具、5輥身型腔、6澆鑄口、7排氣孔、8惰性氣體輸入管道、10型材輥軸的上放置口、11型材輥軸的下放置口、12澆鑄管道、13惰性氣體輸入孔。從附圖中可以看到模具(4)是一個重要部件，該部件由上、下兩部分組成，在所述模具(4)的上面設有排氣孔(7)，所述模具(4)為中空的圓柱體，在所述模具(4)的下側設有澆鑄管道(12)，澆鑄口(6)連接到澆鑄管道(12)的外口上，在所述模具(4)的上面設置惰性氣體輸入孔(13)，在所述惰性氣體輸入孔(13)的外口上連接惰性氣體輸入管道(8)。在所述模具(4)的內側有一個輥身型腔(5)，當從型材輥軸的上放置口(10)和型材輥軸的下放置口(11)插入型材輥軸(3)時，所述的輥身型腔(5)正好是用于澆鑄輥身的空間。在該附圖中還可以看到，所述設備有一個感應電源(1)，所述感應電源(1)的兩個輸出端連接所述的感應線圈(2)的兩端。所述的感應電源(1)為工頻感應電源、中頻感應電源、高頻感應電源。至于感應電源，則屬于已有技術，此處不再贅述。
所述的模具(4)的材料為耐高溫的高強度的非金屬材料。例如，可以是耐火材料、陶瓷材料等。
附圖3是插入型材輥軸3，準備進行鑄造雙金屬軋輥時的設備的結構圖。當進行鑄造雙金屬軋輥時，第一步工序是
通過設在模具(4)的上、下端面上的預留的型材輥軸(3)的上放置口(10)和型材輥軸(3)的下放置口(11)(上述兩放置口可以從附圖2中清楚地看到)，把型材輥軸(3)插入到模具(4)中，型材輥軸(3)插入的位置要滿足預定的雙金屬軋輥的尺寸的要求，一般型材輥軸(3)兩端所留的尺寸相等，特殊情況例外。完成上述這一步之后，就可以實現兩個目的第一在型材輥軸(3)與模具(4)之間形成輥身型腔(5)，為澆注合金輥身作好了準備；第二在所述的上放置口(10)和下放置口(11)與型材輥軸(3)之間形成氣密封(結合附圖1和附圖2一起看)，這就為第二步工序作好準備。
第二步工序是通過惰性氣體輸入管道(8)和惰性氣體輸入孔(13)，把惰性氣體輸入到所述的輥身型腔(5)內，從排氣孔(7)排去輥身型腔(5)內的空氣，一直到惰性氣體充滿輥身型腔(5)后，即為第三步工序作好準備。
第三步工序是啟動感應電源(1)，把設置在感應線圈(2)內的型材輥軸(3)加熱到高溫。在加熱型材輥軸(3)時，惰性氣體一直在通著。也即是說在惰性氣體的保護下加熱型材輥軸(3)！這可以防止型材輥軸(3)氧化。當加熱到高溫后，即為第四步工序作好準備。
第四步工序是通過澆鑄口(6)和澆鑄管道(12)把輥身合金液體澆鑄到輥身型腔(5)內，一直到輥身合金液體充滿輥身型腔(5)。此時，輥身合金液體與型材輥軸(3)結合為一體，形成雙金屬軋輥。澆鑄輥身合金液體時形成的多余物(包括澆鑄時形成的殘渣、蒸汽等)從排氣孔(7)排出。在澆鑄過程中，惰性氣體在通著，型材輥軸(3)一直加熱在高溫狀態(tài)。在輥身合金液體充滿輥身型腔(5)后，即為第五步工序作好準備。
第五步工序是停止?jié)茶T輥身合金液體、關閉感應電源(1)、停止輸入惰性氣體。然后進一步完成第六步工序。
第六步工序是緩慢冷卻到常溫后，把模具(4)與雙金屬軋輥分離(模具由上、下兩部分組成，可以方便地分開)，把雙金屬軋輥排放整齊。
上述工序可以大批量地周期、循環(huán)地進行，這可以使生產效率更為提高。改變模具(4)的尺寸，就可以生產不同規(guī)格的雙金屬軋輥。
在上述工序中所述的高溫為400-1000℃。最佳溫度是800℃。在整個程序中所使用的惰性氣體為氬氣。因為氬氣最為便宜，當然也使雙金屬軋輥的生產成本最低。原則上也可以使用其它保護氣體，只要安全、不氧化、便宜即可。
實驗證明，本發(fā)明所涉及的設備相當簡單，生產工藝也比較簡短、容易操作，因此可以使生產效率大為提高；更為重要的是由于整個生產工序是在通著惰性保護氣體時，在高溫下進行的，這使型材輥軸和輥身結合地非常牢固，從而使雙金屬軋輥的質量大為提高。
權利要求
1.一種鑄造雙金屬軋輥的設備，所述設備包括模具(4)、澆鑄口(6)，在所述模具(4)的上面設有排氣孔(7)，其特征在于所述模具(4)為中空的圓柱體，由上、下兩部分組成，在所述模具(4)的下側設有澆鑄管道(12)，所述澆鑄口(6)連接到澆鑄管道(12)的外口上，在所述模具(4)的上面設置惰性氣體輸入孔(13)，在所述惰性氣體輸入孔(13)的外口上連接惰性氣體輸入管道(8)，在所述模具(4)的內側有一個輥身型腔(5)；在所述模具(4)的外側面繞有感應線圈(2)；所述設備有一個感應電源(1)，所述感應電源(1)的兩個輸出端連接所述的感應線圈(2)的兩端。
2.根據權利要求1所述的鑄造雙金屬軋輥的設備，其特征在于所述的感應電源(1)為工頻感應電源、中頻感應電源、高頻感應電源。
3.根據權利要求1所述的鑄造雙金屬軋輥的設備，其特征在于所述的模具(4)的材料為耐高溫的高強度的非金屬材料。
4.根據權利要求1、3所述的鑄造雙金屬軋輥的設備，其特征在于所述的模具(4)的材料為耐火材料、陶瓷材料。
5.根據權利要求1所述的鑄造雙金屬軋輥的設備，其特征在于在所述模具(4)的上、下端面上分別預留有型材輥軸(3)的上放置口(10)和型材輥軸(3)的下放置口(11)。
6.一種鑄造如權利要求1所述的雙金屬軋輥的方法，其特征在于1)通過設在模具(4)的上、下端面上的預留的型材輥軸(3)的上放置口(10)和型材輥軸(3)的下放置口(11)，把型材輥軸(3)插入模具(4)中，在型材輥軸(3)與模具(4)之間形成輥身型腔(5)，在所述的上放置口(10)和下放置口(11)與型材輥軸(3)之間形成氣密封；2)通過惰性氣體輸入管道(8)和惰性氣體輸入孔(13)，把惰性氣體輸入到所述的輥身型腔(5)內，從排氣孔(7)排去輥身型腔(5)內的空氣，一直到惰性氣體充滿輥身型腔(5)；3)啟動感應電源(1)，把設置在感應線圈(2)內的型材輥軸(3)加熱到高溫；4)通過澆鑄口(6)和澆鑄管道(12)把輥身合金液體澆鑄到輥身型腔(5)內，一直到輥身合金液體充滿輥身型腔(5)，輥身合金液體與型材輥軸(3)結合為一體，形成雙金屬軋輥，澆鑄輥身合金液體時形成的多余物從排氣孔(7)排出；5)停止?jié)茶T輥身合金液體、關閉感應電源(1)、停止輸入惰性氣體；6)緩慢冷卻到常溫后，把模具(4)與雙金屬軋輥分離，把雙金屬軋輥排放整齊。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于所述的高溫為400-1000℃。
8.根據權利要求6、7所述的方法，其特征在于所述的高溫為800℃。
9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于所述的惰性氣體為氬氣。
全文摘要
一種鑄造雙金屬軋輥的設備與方法，所述設備包括模具，所述模具為中空的圓柱體，由上、下兩部分組成。在模具的下側設有澆鑄管道，澆鑄口連接到澆鑄管道的外口上。在模具的上面設置惰性氣體輸入孔，在惰性氣體輸入孔的外口上連接惰性氣體輸入管道。在模具的內側有一個輥身型腔。在模具的外側面繞有感應線圈。所述設備有一個感應電源，該電源的兩個輸出端連接感應線圈的兩端。由于整個生產工序是在通著惰性保護氣體時，在高溫下進行的，這使型材輥軸和輥身結合地非常牢固，從而使雙金屬軋輥的質量大為提高。
文檔編號B22D19/16GK1390663SQ0212131
公開日2003年1月15日 申請日期2002年6月14日 優(yōu)先權日2002年6月14日
發(fā)明者韓國強 申請人:韓國強