[发明专利]一种硬质合金复合轧辊及其制造方法

说明书

技术领域

本申请涉及金属压力加工技术领域，具体涉及一种硬质合金复合轧辊及其制造方法。

背景技术

轧辊作为轧机主要工作消耗件，对产品质量、生产效率等都具有直接的影响。硬质合金轧辊相较于其他材质的轧辊，具有硬度高、抗压强度大、耐磨性好、耐腐蚀性好、摩擦系数小、热传导率低、使用寿命长、轧制的产品精度高、质量好等优点，已成为线材轧面，尤其是高速线材轧机精轧、预精轧、中轧的主要轧辊材料。硬质合金轧辊每修磨一次，单槽过钢量达到800～1200吨以上，是球磨铸铁辊的10倍。并且硬质合金轧辊可增加修磨次数，且轧出的钢表面光洁度好。但同时硬质合金辊环重量大、加工难度大、废品率高、合金资源浪费大、价格高、抗冲击和抗震性能差，在受到高速的轧制速度、轧制压力及热冲击负荷的影响，易产生裂纹并迅速扩展，造成表面剥落和碎辊发生。

怎样降低硬质合金辊环的价格、减少合金消耗已引起行业的重视，针对这一弊病，目前使用较普遍的硬质合金复合轧辊，外层采用硬质合金，内层采用韧性较好的高强度钢，内外层之间采用粘结剂粘合而成，这样的生产工艺减少硬质合金的使用量，从而降低生产成本。但因为不同材料的热膨胀系数不相同，尤其是硬质合金的热膨胀系数相对较小，在进行加热等工艺进行结合时，结合界面处有的会被拉开有的变得疏松，在结合界面处形成很大的残留应力，降低了结合界面处的粘结强度，在结合界面处出现被剥离的现象。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述硬质合金复合轧辊由于不同材料的热膨胀系数不同而使得在加工过程中结合界面处有的被拉开有的变得疏松，降低了结合界面处的粘结强度，容易出现在结合界面处被剥离的问题。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：一种硬质合金复合轧辊，包括硬质合金外套、中间层和硬质合金内套；所述硬质合金内套外部设置有与其电镀结合的中间层，所述硬质合金外套设置于所述中间层外部，所述硬质合金外套通过所述中间层与所述硬质合金内套冶金结合；

所述硬质合金内套成份与所述硬质合金外套相近或者相同。

可选地，所述硬质合金外套与所述电镀好的硬质合金内套过盈配合；所述硬质合金内套可重复使用。

可选地，所述过盈配合的过盈量为0～0.05mm。

可选地，所述硬质合金外套的壁厚10～30mm，且不少于轧辊磨耗量。

可选地，所述中间层所含铜的质量分数大于99.7％，所述中间层的壁厚0.05mm～0.20mm。

可选地，所述硬质合金内套的壁厚20mm～40mm。

本发明实施例还提供一种硬质合金复合轧辊制造方法，所述制造方法包括以下步骤：

(1)对硬质合金内套和硬质合金外套按预定尺寸进行加工；

(2)对硬质合金内套外圆表面进行预处理，包括抛光、清洗、超声波清洗、酸洗、清洗、封孔和弱化；

(3)对硬质合金内套外圆电镀中间层，镀层厚0.05mm～0.20mm；

(4)将电镀好中间层的硬质合金内套和硬质合金外套进行过盈配合，采用热装，先将硬质合金外套加热到200℃～300℃，然后进行过盈配合套装，过盈量为0～0.02mm；

(5)将套装好的复合轧辊放入真空加热炉中，缓慢升温到到1090℃～1140℃，保温1.0h～3.0h，然后随炉冷却。

可选地，所述步骤(2)中的预处理包括：去除表面的氧化层后用去离子水超声波清洗5～20min；在15％的硫酸中酸洗1～2min，然后将硬质合金内套放在沸腾的离子水中煮1～2h进行封孔处理，使酸洗时渗入的酸性溶液充分稀释；在用0.5％硫酸制成的弱浸蚀溶液中弱化0.5～1min，然后迅速清洗，上挂具入槽预镀。

可选地，所述步骤(3)中硬质合金内套外圆电镀中间层包括：预镀和电镀；所述预镀采用氰化镀铜，形成镀铜层；所述电镀采用硫酸盐镀铜。

可选地，所述硬质合金外套由以下重量份的原料制成：碳化钨45～80份，钴20～60份；所述硬质合金内套由以下重量份的原料制成：碳化钨45～80份，钴20～60份。

本发明实施例提供的技术方案包括以下有益效果：本申请硬质合金内套和硬质合金外套采用成份相同或相近的硬质合金材料，具有相同或相近的热膨胀系数，可极大地改善或消除异种材料由于热膨胀系数不一致引起结合界面的缺陷。由于硬质合金外套通过中间层与硬质合金内套冶金结合，硬质合金内套可使用旧辊套进行加工，重复利用，极大地节约硬质合金材料，降低制造成本。

附图说明