[发明专利]一种逐步铸造高速钢-铜齿形啮合复合轧辊的方法

摘要

一种逐步铸造高速钢‑铜齿形啮合复合轧辊的方法，通过取高钒高速钢和稀土构成高速钢坯料熔液和纯铜溶液并备用；将高速钢坯料熔液制成坯料，并将铜溶液注入到坯料上的沟槽内，逐层注入直至填满所有沟槽，从而完成产品制备，本发明制造的轧辊具有导热效率高，表面耐磨性好，心部强韧性高等特点。

主权项

1.一种逐步铸造高速钢‑铜齿形啮合复合轧辊的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、取高钒高速钢，其化学组成成分按质量分数百分数是：1.72‑1.85C，1.15‑1.55Si，4.30‑5.80Cr；1.15‑1.45Mo；0.45‑0.65Mn；8.10‑11.0V，余量为Fe，将所述高钒高速钢在熔炼炉中加热到熔融状态之后持续加热到1450‑1550℃，保温15分钟后加入所取高钒高速钢总质量0.15%的稀土构成高速钢坯料熔液，将高速钢坯料熔液保温并持续搅拌10分钟；步骤二、取步骤一中制备的坯料熔液加入模具形成铸件后配合车削、铣削加工制成高速钢轧辊坯料，高速钢轧辊坯料两端的轧辊轴上的铣有键槽，高速钢轧辊坯料的辊子上设置有12‑18条沿其轴向分布的沟槽，沟槽深度为高速钢轧辊坯料的辊子半径的1/4‑1/2，沟槽沿高速钢轧辊坯料的辊子径向的截面为梯形，梯形中位于沟槽底部的底边长度大于梯形中位于沟槽开口处的底边长度，梯形两腰线的夹角为α，α=1.25~5.25°，备用；步骤三、取足量的纯铜并加入到熔炼炉中加热到1250~1350℃成为铜熔液，将铜熔液倒入具有保温功能的熔池中，在熔池的下端开设孔径为3‑9mm的小孔，小孔连接碳纤维管，碳纤维管上设有流量可调式阀门，备用；步骤四、取步骤二中制备的高速钢轧辊坯料，并对高速钢轧辊坯料中的辊子进行预热至550~600℃，然后将预热后的高速钢轧辊坯料转动安装在台车上，高速钢轧辊坯料可在台车上绕其轴心转动并通过限制机构限制其自由转动，且可精确控制转动的角度，所述台车下方安装有升降装置实现台车上下往复运动，台车下方还设置有滑轨以实现台车的水平往复滑动；步骤五、将步骤四中的安装有高速钢轧辊坯料的台车安装在步骤三中熔池正下方，调整台车使碳纤维管伸入到高速钢轧辊坯料上的沟槽内，沟槽底部离碳纤维管的出口处的垂直距离6.8mm~7.5mm，碳纤维管位于沟槽长度方向的一端并靠近沟槽的一侧侧壁；步骤六、将步骤五中安装后的碳纤维管上的阀门打开，使熔融的铜熔液流出，同时驱动台车水平移动，控制碳纤维管的相对位置变化到沟槽长度方向的另一端然后关闭碳纤维管上的阀门，使得在沟槽内形成一条沿高速钢轧辊坯料中辊子轴向方向呈直线状分布的铜条，调整台车上的高速钢轧辊坯料使其转动，使得碳纤维管开口端在高速钢轧辊坯料中辊子上的相对位置距离变化为1‑10mm，再次打开碳纤维管上的阀门，并控制台车往相反方向移动，形成另一条铜条，重复以上步骤直至在沟槽内形成一层连接沟槽两侧壁并由铜条拼合而成的铜层，关闭碳纤维管上的阀门；步骤七、控制步骤六中形成铜层后的台车使其向下运动5‑10mm，然后重复步骤六，在铜层上方形成新的铜层，重复以上步骤直至形成的铜层高出复合轧辊坯料中辊子外圆3~5mm后停止；步骤八、调整步骤七中的台车，将碳纤维管移动至另一沟槽内，然后重复步骤六和步骤七，直至铜层填满所有沟槽，制成复合轧辊坯料；步骤九、取步骤八中成型后高速钢‑铜齿形啮合复合轧辊坯料采用车削加工去除复合轧辊坯料中高出辊子外圆3~5mm的铜层使复合轧辊坯料轧辊外圆圆整，然后通过磨床对复合轧辊坯料进行加工，使得轧辊外圆至粗糙度为Ra0.4~0.46μm，复合轧辊制备完成。