CN105003527B - 一种钢‑陶瓷组合辊的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢‑陶瓷组合辊的制造方法，包括以下步骤：1)制造空心陶瓷辊身；2)加工支撑环；3)加工辊芯：制成外径小于等于支撑环内径的空心钢管或实心圆钢为辊芯；4)组装：将支撑环套入辊芯一端，之后将空心陶瓷辊身嵌套在辊芯外侧，辊芯另一端套入另一个支撑环，保证支撑环与陶瓷辊身呈直角，且二者的斜面紧密贴合。本发明的有益效果是:陶瓷辊身与支撑环紧密刚性接触，运行时的稳定性较好，整体结构强度高，可以避免一般陶瓷与金属组合在高温因膨胀系数不一致产生的配合及陶瓷破裂问题，而且还具有高耐蚀、耐磨性，使用成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种辊子的制造方法，尤其涉及一种钢-陶瓷组合辊的制造方法。
背景技术
目前，辊子多用于高温、腐蚀环境，如退火炉，辊子需要在高温条件下长期运行，因此辊子需要耐氧化、耐高温、耐高温蠕变、耐蚀等要求，公知的耐热、耐磨辊子是采用钢质辊子表面喷涂陶瓷层或使用全陶瓷辊。由于喷涂的陶瓷层厚度有限，而全陶瓷辊子的结构强度差、成本较高，在实际生产实践中有一定的局限性。
中国发明专利CN 103350877 A公开了一种钢和陶瓷组合辊子，由钢质内衬、柔性材料填充层，陶瓷工作面三部分组成，位于钢质内衬和陶瓷工作面之间的柔性填充材料起到连接二者和弥补温度变化引起的二者胀缩量变化，使钢质内衬和陶瓷工作面保持连接又不因温度变化胀裂陶瓷工作面。虽然解决了部分胀缩问题，但是当温差超过设计值时，胀缩量变大仍会胀裂。且因为层间是柔性连接，运行时的精确度不能得到保证，整体结构强度差。
发明内容
本发明针对现有喷涂陶瓷-钢辊子使用寿命短、全陶瓷辊子造价高及现有的钢-陶瓷组合辊子接触不紧密的缺点，提供了一种钢-陶瓷组合辊的制造方法。
本发明上述技术问题的技术方案如下：
一种钢-陶瓷组合辊的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：
1)制造陶瓷辊身：烧制一体成型圆柱形空心陶瓷辊身，然后对陶瓷辊身两端的内侧边缘进行环形切割，使陶瓷辊身的内侧边缘相对其中心轴线倾斜30～70°；
2)加工支撑环：加工制成钢制支撑环，然后对支撑环沿外径进行环形切割，将支撑环的边缘切割成与其中心轴线具有夹角的平面，该夹角与步骤1)中所述陶瓷辊身的内侧边缘相对其中心轴线的夹角相等；
3)加工辊芯：制成外径小于等于支撑环内径的空心钢管或实心圆钢为辊芯；
4)组装：将支撑环套入辊芯一端，之后将空心陶瓷辊身嵌套在辊芯外侧，辊芯另一端套入另一个支撑环，保证支撑环与陶瓷辊身呈直角，且二者的斜面紧密贴合，将辊芯与支撑环固定连接。
本发明的有益效果在于：
1)支撑环与空心陶瓷辊在发生热膨胀时，沿设定的斜面发生滑动，将热膨胀的应力卸除，避免了普通的钢陶瓷组合件常见的拉裂问题，此外，斜面可以保证辊子在不同温度下，支撑环与空心陶瓷辊，保持刚性接触，结构强度和整体性好，保证辊子运行的稳定性与尺寸精度。
2)本发明提供的组合辊身为全陶瓷材质，硬度最高达莫氏9.5、厚度范围5-80mm，耐氧化、耐高温、耐高温蠕变、耐蚀，使用寿命长，且成本没有全陶瓷辊那么高。
在上诉方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，步骤1)中所述陶瓷辊身的内侧边缘相对其中心轴线倾斜角度为45°。
进一步，步骤1)中所述陶瓷辊身的材质选自MgO、Al2O3、ZrO2、SiO2、BN、B4C、SiC、Si3N4、硅酸盐、硼酸盐的一种或几种。
进一步，所述陶瓷辊身的厚度为5-80mm。
附图说明
图1为本发明钢-陶瓷组合辊各部件组装前结构示意图；
图2为本发明钢-陶瓷组合辊结构示意图；
图1中，1、辊芯；2、支撑环；3、陶瓷辊身
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：
一种钢-陶瓷组合辊的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：
1)制造陶瓷辊身3：烧制一体成型圆柱形空心Si3N4辊身，内径420mm外径500mm,长500mm,陶瓷辊身厚度为80mm,然后对陶瓷辊身3两端的内侧边缘进行环形切割，使得陶瓷辊身3的内侧边缘相对其中心轴线倾斜45°；
2)加工支撑环2：由304不锈钢制成内径100mm、外径450mm，厚150mm的支撑环2，对支撑环2沿外径进行环形切割，使支撑环2的内外两面边缘均相对其中心轴线倾斜45°，在支撑环2的内径位置车有内螺纹；
3)加工辊芯1：使用316L不锈钢制成直径100mm,长1000mm的实心圆柱体作为辊芯1，辊芯1外侧车有外螺纹；
4)组装：将支撑环2套入辊芯1一端，二者通过螺纹连接，之后将空心陶瓷辊身3嵌套在辊芯1外侧，辊芯1另一端套入另一个支撑环2，支撑环2与辊芯1螺纹连接，保证支撑环2与陶瓷辊身3呈直角，且二者的斜面紧密贴合，将辊芯1与支撑环2固定连接。
实施例2：
一种钢-陶瓷组合辊的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：
1)制造陶瓷辊身3：烧制一体成型圆柱形空心Al2O3辊身，内径100mm,外径130mm，长1000mm，陶瓷辊身厚度为30mm,然后对陶瓷辊身3两端的内侧边缘进行环形切割，使得陶瓷辊身3的一侧边缘相对其中心轴线倾斜30°；
2)加工支撑环2：由316L不锈钢制成内径100mm、外径120mm、厚50mm的支撑环2，对支撑环2的一侧沿外径进行环形切割，使支撑环2的外侧边缘均相对其中心轴线倾斜30°；
3)加工辊芯1：使用316L不锈钢制成直径100mm、长1400mm的实心圆柱体作为辊芯1；
4)组装：将支撑环套入辊芯一端，之后将空心陶瓷辊身嵌套在辊芯外侧，辊芯另一端套入另一个支撑环，支撑环与辊芯焊接在一起，保证支撑环与陶瓷辊身呈直角，且二者的斜面紧密贴合，将辊芯与支撑环固定连接。
实施例3：
一种钢-陶瓷组合辊的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：
1)制造陶瓷辊身3：烧制一体成型空心圆柱形SiC辊身，内径380mm、外径500mm、长500mm,陶瓷辊身3厚度为120mm，然后对陶瓷辊身3两端的内侧边缘进行环形切割，使得陶瓷辊身3的内侧边缘相对其中心轴线倾斜70°；
2)加工支撑环2：由316不锈钢制成内径120mm、外径480mm、厚40mm的支撑环2，对支撑环2两侧沿外径进行环形切割，使支撑环2两侧边缘相对其中心轴线倾斜70°；
3)加工辊芯1：使用316L不锈钢制成内径80mm、外径120mm、长1000mm的空心圆柱体作为辊芯1；
4)组装：将支撑环2套入辊芯1一端，二者通过卡扣连接，之后将空心陶瓷辊身3嵌套在辊芯1外侧，辊芯1另一端套入另一个支撑环2，支撑环2与辊芯1卡扣连接，保证支撑环2与陶瓷辊身3呈直角，且二者的斜面紧密贴合，将辊芯1与支撑环12固定连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种钢-陶瓷组合辊的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：
1)制造陶瓷辊身：烧制一体成型圆柱形空心陶瓷辊身，然后对陶瓷辊身两端的内侧边缘进行环形切割，使陶瓷辊身的内侧边缘相对其中心轴线倾斜；
2)加工支撑环：加工制成钢制支撑环，然后对支撑环沿外径进行环形切割，将支撑环的边缘切割成与其中心轴线具有夹角的平面，该夹角与步骤1)中所述陶瓷辊身的内侧边缘相对其中心轴线的夹角相等；
3)加工辊芯：制成外径小于等于支撑环内径的空心钢管或实心圆钢为辊芯；
4)组装：将支撑环套入辊芯一端，之后将空心陶瓷辊身嵌套在辊芯外侧，辊芯另一端套入另一个支撑环，保证支撑环与陶瓷辊身呈直角，且二者的斜面紧密贴合，将辊芯与支撑环固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种钢-陶瓷组合辊的制造方法，其特征在于，步骤1)中所述陶瓷辊身的内侧边缘相对其中心轴线倾斜30～70°。
3.根据权利要求1所述的一种钢-陶瓷组合辊的制造方法，其特征在于，步骤1)中所述陶瓷辊身的材质选自MgO、Al2O3、ZrO2、SiO2、BN、B4C、SiC、Si3N4、硅酸盐、硼酸盐的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种钢-陶瓷组合辊的制造方法，其特征在于，所述陶瓷辊身的厚度为5-80mm。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种钢-陶瓷组合辊的制造方法，其特征在于，步骤2)中支撑环表面喷涂陶瓷涂层。
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